Pesatnya pertumbuhan industri meningkatkan kebutuhan energi dan menyebabkan peningkatan emisi gas buang, terutama dari proses pembakaran di industri peleburan. Penelitian ini bertujuan untuk merancang desain burner yang efisien dan ramah lingkungan guna diterapkan di PT Indra Eramulti Logam Industri. Metode yang digunakan adalah Computational Fluid Dynamics (CFD) dan Response Surface Methodology (RSM), dengan memvariasikan diameter nozzle dalam dan luar untuk mengoptimalkan temperatur pembakaran serta menurunkan emisi gas buang. Berdasarkan hasil simulasi dan analisis, variasi diameter nozzle terbukti berpengaruh signifikan terhadap temperatur pembakaran serta emisi gas NO dan CO. Namun, karena model prediksi untuk emisi NO menunjukkan lack of fit yang signifikan, maka emisi NO tidak diikutsertakan dalam proses optimasi. Hasil optimasi menunjukkan bahwa parameter burner terbaik terdapat pada diameter nozzle dalam 29 mm dan luar 60 mm, dengan average volume temperatur sebesar 107,09 °C, average volume mass fraction CO sebesar 3,112 × 10⁻⁴, dan nilai desirability sebesar 0,663. Jika dibandingkan dengan desain awal burner, desain ini mampu meningkatkan temperatur pembakaran sebesar 5,63?n menurunkan emisi CO sebesar 9,29%. Pendekatan CFD dan RSM terbukti efektif dalam merancang burner yang mendukung efisiensi energi dan pengurangan emisi gas buang.