Potensi bahan biomassa yang melimpah sangat menarik untuk dikembangkan sebagai sumber energi terbarukan. Wood pellet menjadi salah satu produk biomassa yang sudah diterapkan sebagai bahan bakar untuk menggantikan bahan fosil. Tungku pembakaran dibutuhkan sebagai alat konversi energi dari wood pellet yang mampu menghasilkan panas hingga 300 kW. Selain sebagai solusi kebutuhan alat industri kecil dan menengah, tungku juga harus memenuhi standar desain dengan performa dan harga yang kompetitif. Oleh karena itu, tujuan penelitian ini untuk menghasilkan standar desain tungku kapasitas 75 kg/jam dengan performa terbaik serta biaya produksi yang rendah. Uji performa tungku dilakukan menggunakan metode water boiling test (WBT) dengan 5 variasi air fuel ratio (AFR) pada nilai 1,79, 3,58, 5,37, 7,16, dan 8,96. Dari proses penelitian dihasilkan tungku bakar wood pellet dengan input energi sebesar 326,02 kW. Dimensi tungku berbentuk kubus volume 1,728 m3 dengan harga pokok produksi Rp. 20.795.000. Performa tungku meningkat seiring dengan peningkatan nilai AFR. Nilai efisiensi terbaik didapatkan pada AFR 8,96 sebesar 31,3%.