Sungai Jembayan merupakan salah satu sungai pendukung kegiatan masyarakat sehari-hari, pertanian dan perkebunan di sebagian Kecamatan Loa Kulu, Kutai Kartanegara. Masuknya unsur nitrogen dan fosfor dari aktivitas di sekitarnya ke perairan akan menimbulkan dampak lingkungan seperti eutrofikasi, perubahan struktur dan komunitas alga yang pada akhirnya mengganggu kualitas perairan. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui perbedaan struktur dan komposisi fitoplankton penyusun ekosistem perairan Sungai Jembayan, status trofik, dan hubungan antara faktor-faktor yang mempengaruhinya. Penelitian dilakukan dengan teknik survey sampling di 3 lokasi yakni bagian hulu, tengah dan hilir. Parameter air yang diukur secara insitu adalah suhu, kecerahan dan pH, sedangkan parameter kekeruhan, oksigen terlarut, Nitrat, Fosfat,sedangkan analisis fitoplankton dan kandungan Klorofil-a dilakukan analisis di Laboratorium. Status trofik indeks perairan dihitung menggunakan metode Trophic State Index (TSI Carlson). Hasil analisis TSI diperoleh kisaran nilai TSI antara 38,46-55,00 dengan rata-rata 50,18 sehingga dapat dinyatakan bahwa sepanjang segmentasi Sungai Jembayan (dari daerah hulu-hilir) berada pada tingkatan eutrofik. Struktur komunitas fitoplankton didominasi oleh kelas Cyanophyceae dan Bacillariophyceae serta terdapat jenis Nitzschia sp yang merupakan fitoplankton jenis Harmful Algal Blooms (HABs). Berdasarkan nilai indeks keanekaragamannya menunjukkan penyebaran individu dan kestabilan komunitas dalam kategori tinggi. Nilai dominansi jenis serta jumlah individu tiap jenis relatif sama. Hasil analisis regresi linear berganda menunjukkan tidak ada hubungan antara nitrat dan fosfat dengan tingkat eutrofikasi.