Peningkatan CO2 di atmosfir memicu meningkatnya suhu udara dan perubahan iklim, cara untuk mengendalikan perubahan iklim dengan mempertahan kan keutuhan hutan alam. Kawasan Hutan Taman Nasional Gunung Merbabu (TNG-Merbabu) memiliki peran penting dalam mengendalikan perubahan iklim melalui sequestrasi karbon. Sequestrasi karbon merupakan proses penimbunan karbon dalam tubuh tanaman hidup dalam bentuk biomassa vegetasi dan karbon vegetasi, serta menggambarkan banyaknya CO2 di atmosfir yang diserap oleh tanaman. Biomassa tegakan pohon diperoleh dari perhitungan diameter batang. Perlunya inventarisasi terkait kondisi sequestrasi karbon, analisis vegetasi dan profil hara tanah di Hutan TNG-Merbabu untuk mengevaluasi kondisi lapang terkini, sehingga dapat dilakukan perbaikan. Pengukuran sequestrasi karbon, analisis vegetasi dan profil hara tanah dilaksanakan pada lereng Gunung Merbabu, Kecamatan Selo, Kabupaten Boyolali, Jawa Tengah. Penelitian ini melalui pendekatan survei bersifat Stratified Purposive Sampling. Lokasi survey terdiri dari 5 tegakan hutan (Pinus, Akasia, Puspa, Campuran dan Bintamin) dan 1 tegalan dengan 3 titik ulangan pada masing-masing tegakan. Parameter pengamatan yang diambil meliputi komposisi jenis dan kerapatan vegetasi, biomassa vegetasi, karbon vegetasi, C-organik tanah dan karbon tanah, sedangkan parameter pengamatan profil hara meliputi pH, bobot volume, N-tersedia, N-total, P-tersedia, P-total, K-tersedia, K-total. Data yang diperoleh kemudian dianalisis alometrik untuk menduga biomassa dan karbon vegetasi, dilanjutkan uji ANOVA (Analysis of Variance) dan uji DMRT (Duncan Multiple Range Test) dengan taraf 5%. Hasil penelitian menunjukan total biomassa pada TH Bintamin sebesar 840,585 ton/ha dan karbon vegetasi tertinggi terdapat pada TH Bintamin sebesar 386,669 ton/ha, kadar C-organik tanah dan karbon tanah terdapat pada TH Puspa sebesar 9,534% dan 64,034 ton/ha. Kadar N-Tersedia tertinggi berada pada TH Puspa kedalaman 20-30 cm sebesar 0,0149%, Kadar N-Total tertinggi terdapat pada TH Puspa kedalaman 0-10 cm sebesar 1,344%, N Tanah tertinggi pada TH Puspa kedalaman 50-70 cm sebesar 18,06 ton/ha. Kadar P- Tersedia tertinggi berada pada Tegalan kedalaman 0-10 cm sebesar 5,899 ppm, Kadar P-Total tertinggi terdapat pada TH Campuran kedalaman 0-10 cm sebesar 1,678 mg/100g, P Tanah tertinggi pada TH Puspa kedalaman 50-70 cm sebesar 30,024 kg/ha. Kadar K-Tersedia tertinggi berada pada Tegalan kedalaman 50-70 cm sebesar 0,794 me/100g, Kadar K-Total tertinggi terdapat pada Tegalan kedalaman 50-70 cm sebesar 36,806 mg/100g dan K Tanah tertinggi pada Tegalan kedalaman 30-50 cm sebesar 767,927 kg/ha.