Penginderaan jauh dan Sistem Informasi Geografis (SIG) dapat dimanfaatkan untuk memetakan kandungan bahan organik tanah. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan citra Landsat 8 dalam memodelkan kandungan bahan organik tanah menggunakan pendekatan indeks mineral lempung serta memetakan persebaran kandungan bahan organik (BO) tanah di Kabupaten Karanganyar yang diperoleh dari pengolahan citra Landsat 8 dan pemanfaatan Sistem Informasi Geografis (SIG). Metode yang digunakan adalah regresi linier antara indeks mineral lempung dan presentase bahan organik tanah di lapangan. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa estimasi kandungan bahan organik tanah di wilayah kajian dengan pendekatan indeks mineral lempung dan nilai piksel pada band 5 menghasilkan nilai yang paling akurat diantara kelima pemodelan, dengan nilai Standard Error Estimate (SE) sebesar 1,69 dan akurasi maksimum peta yang dihasilkan adalah sebesar 53,83 %.