Plastik merupakan suatu bahan tidak mudah terdegradasi oleh mikroba sehingga jumlah limbah plastik bertambah setiap tahun dan bisa menimbulkan berbagai permasalahan. Berbagai usaha telah dilakukan untuk menangani masalah penimbunan sampah plastik ini, sehingga diperlukan solusi alternatif yang lain dan salah satunya adalah pembuatan plastik biodegradable. Tujuan dalam penelitian ini adalah secara umum adalah untuk mendapatkan kondisi optimum pada proses pembuatan plastik biodegradable dari pati tapioka dan PNIPAM-kitosan dengan penambahan minyak sereh terhadap karakteristik plastik yang dihasilkan. Pengolahan data dari hasil penelitian ini menggunakan metode permukaan respon dari Design Expert versi 10. Variabel tetap dalam penelitian ini adalah 10 gram pati tapioka, kecepatan pengaduk 100 Rpm, temperatur gelatinisasi 75oC dengan basis total 100 gram. Sedangkan untuk variabel yang berubah adalah kitosan (0,35%; 0,45%; dan 0,55%), gliserol (1,5%; 2,5%; dan 3,5%), dan minyak sereh (0,25%; 0,35%; dan 0,45%). Kondisi optimum masing-masing faktor terhadap nilai kuat tarik, elongasi, persentase serap air dan waktu degradasi plastik biodegradabel diperoleh pada konsentrasi PNIPAM-kitosan sebanyak 0,35 gram, gliserol sebesar 3,5 gram dan minyak sereh sebesar 0,25 gram. Nilai optimum yang diperoleh untuk kuat tarik sebesar 3,98 MPa, elongasi sebesar 36,55%, nilai persentase serap air sebesar 142,26% dan waktu degradasi plastik biodegradabel selama 41,35 hari dengan desirabilitas sebesar 0,742. Nilai R2 yang diperoleh untuk kuat tarik plastik adalah 0,5865, nilai elongasi plastik adalah 0,7013, persentase serap air adalah 0,7719, dan waktu degradasi plastik adalah 0,8489. Kata Kunci : Plastik Biodegradable, Pati Tapioka, PoliNIPAm-kitosan, Minyak Sereh, Metode Permukaan Respon