Pulau Timor memiliki banyak lipatan dan patahan akibat dari tumbukan Lempeng Australia dan Busur Banda, selain itu juga banyak rembesan gas dan minyak bumi yang diduga memiliki potensi hidrokarbon. Secara geologis, Wilayah Timur dikenal memiliki struktur bawah permukaan yang kompleks sehingga membuat eksplorasi menjadi tidak menarik. Penelitian terdahulu menggunakan metode seismik menghasilkan pemetaan yang kurang bagus, hal ini kemungkinan disebabkan oleh gelombang seismik yang tersebar dan tidak mencapai kedalaman yang memadai karena adanya formasi dekat permukaan yang kompleks. Maka dari itu penelitian ini menggunakan metode gravitasi, magnetik, dan magnetotellurik untuk melihat struktur geologi bawah permukaan sebelum dilakukan penelitian selanjutnya untuk identifikasi potensi hidrokarbon. Data gravitasi dan magnetik yang digunakan adalah data sekunder berupa data lapangan dan magnetotellurik berupa pemodelan inversi 2D. Hasil penelitian ini berupa forward modelling 2D berdasarkan peta residual gravitasi, peta RTP magnetik, dan pemodelan inversi 2D magnetotellurik, menggunakan dua lintasan dengan estimasi kedalaman ±5 km. Dari hasil pemetaan bawah permukaan memperlihatkan pola struktur fold thrust yang jelas. Berdasarkan forward modelling 2D menghasilkan nilai resistivitas, densitas, dan suseptibilitas dengan klasifikasi rendah, sedang, dan tinggi, serta adanya tiga jenis batuan, yaitu: batu pasir, serpih, dan batu gamping. Kata kunci : jenis batuan;metode gravitasi;metode magnetik;Pulau Timor