Penelitian ini bertujuan untuk memperkirakan kondisi ekosistem karang yang dipengaruhi oleh faktor peningkatan suhu permukaan laut di wilayah Sabang. Ekosistem karang yang dimaksud pada penelitian ini terdiri dari dua jenis populasi, yaitu populasi terumbu karang dan populasi ikan karang. Antar kedua populasi ini terdapat interaksi mangsa pemangsa, di mana ikan karang menjadikan terumbu karang sebagai makanannya. Dibutuhkan dua model utama untuk mencapai tujuan penelitian di atas, yaitu model peramalan suhu dan model pertumbuhan dua populasi. Model peramalan suhu diestimasi dengan metode peramalan Box-Jenkins dan model pertumbuhan dua populasi dibangun menggunakan model predator-prey Lotka-Volterra yang telah dimodifikasi. Upaya pemodelan suhu dilakukan dengan menggunakan software R sedangkan penyelesaian model Lotka-Volterra dilakukan secara numerik menggunakan metode Runge-Kutta orde 4 yang diprogram pada software Excel dan divisualisasikan dengan menggunakan software Maple. Model suhu terbaik yang diperoleh dengan menggunakan metode Box-Jenkins adalah model SARIMA (1, 0, 4)(1, 1, 1)12. Perkiraan kondisi ekosistem karang akibat pengaruh suhu yang ditinjau pada penelitian ini hanyalah kondisi ekosistem karang pada bulan Maret hingga Mei 2014 dengan menggunakan suhu hasil ramalan. Setelah dilakukan perhitungan model secara numerik, diperoleh nilai persentase penurunan tutupan terumbu karang pada akhir Mei 2014 adalah sebesar 78.95% dan persentase penurunan jumlah populasi ikan karang sebesar 25.86%. Jika persentase penurunan tersebut dibandingkan dengan persentase penurunan populasi yang terjadi secara wajar pada suhu standar, maka dapat disimpulkan bahwa peningkatan suhu telah mengakibatkan penurunan persentase tutupan terumbu karang sebesar 1.13% dan persentase penurunan jumlah populasi ikan karang sebesar 10.78%. Trajektori hasil visualisasi model menunjukkan bahwa pada peningkatan suhu sebesar 0.8oC di atas suhu standar, sistem mulai tidak stabil yang bermakna bahwa ekosistem karang berada pada kondisi yang tidak sehat. Demikian pula halnya jika terjadi peningkatan suhu yang lebih besar dari 0.8oC. Populasi terumbu karang akan sangat banyak berkurang sehingga dapat menyebabkan kepunahan pada populasi ikan karang. Kata kunci: perkiraan kondisi ekosistem, terumbu karang, ikan karang, suhu perairan, model matematika