Regresi Poisson merupakan salah satu analisis regresi non linier yang variabel responnya dimodelkan dengan distribusi Poisson. Model Geographically Weighted Poisson Regression (GWPR) adalah model regresi Poisson yang penaksiran parameter dilakukan secara lokal pada setiap lokasi pengamatan dan menggunakan pembobot spasial. Penaksiran parameter model regresi Poisson dan GWPR menggunakan metode Maximum Likelihood Estimation (MLE). Penelitian ini bertujuan untuk memodelkan jumlah kematian bayi di Provinsi Nusa Tenggara Timur tahun 2015 serta faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi terjadinya
kasus jumlah kematian bayi di Provinsi Nusa Tenggara Timur dengan menggunakan metode regresi Poisson dan GWPR. Hasil penelitian menggunakan model regresi Poisson diperoleh faktor-faktor yang berpengaruh terhadap jumlah kematian bayi adalah jumlah persalinan ditolong tenaga kesehatan, persentase ibu hamil yang mendapatkan tablet FE3, jumlah penanganan komplikasi kebidanan, persentase bayi berat badan lahir rendah, persentase bayi yang diberi ASI eksklusif, persentase rumah tangga berperilaku hidup bersih dan sehat serta jumlah persalinan ditolong tenaga non medis. Sedangkan hasil penelitian menggunakan model GWPR diperoleh faktor-faktor yang berpengaruh terhadap jumlah kematian bayi di Kota Kupang, Belu, Malaka, Alor, Lembata, Flores Timur, Sikka, Ende, Nagekeo, Ngada, Manggarai Timur, Manggarai, Manggarai
Barat, Sumba Barat Daya, Sumba Barat, Sumba Tengah, Sumba Timur, Rote Ndao dan Sabu Raijua adalah persentase ibu hamil yang mendapatkan tablet FE3, jumlah penanganan komplikasi kebidanan, persentase bayi berat badan lahir rendah, persentase rumah tangga berperilaku hidup bersih dan sehat serta jumlah persalinan ditolong tenaga non medis. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap jumlah kematian bayi di kabupaten Kupang, Timor Tengah Selatan dan Timor Tengah Utara adalah persentase ibu hamil yang mendapatkan tablet FE3, jumlah puskesmas, jumlah penanganan komplikasi kebidanan, persentase bayi berat
badan lahir rendah, persentase rumah tangga berperilaku hidup bersih dan sehat serta jumlah persalinan ditolong tenaga non medis.