Kegagalan tube superheater merupakan salah satu penyebab utama gangguan operasi pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) karena beroperasi pada kondisi temperatur dan tekanan tinggi serta lingkungan pembakaran yang agresif. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis mekanisme kegagalan material tube superheater pada PLTU X serta mengidentifikasi faktor dominan penyebab kegagalan berdasarkan bukti metalurgi dan analisis risiko. Metode penelitian yang digunakan meliputi pengujian visual, pengukuran ketebalan, Positive Material Identification (PMI), metalografi, Scanning Electron Microscopy–Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM–EDS), uji kekerasan, uji tarik, serta analisis risiko menggunakan Failure Mode and Effects Analysis (FMEA). Hasil penelitian menunjukkan bahwa material tube superheater masih memenuhi spesifikasi ASTM SA 213 T12, sehingga kegagalan tidak disebabkan oleh ketidaksesuaian material. Kegagalan terjadi secara bertahap akibat kombinasi penipisan dinding sisi luar, pertumbuhan lapisan oksida internal yang menghambat perpindahan panas, serta paparan temperatur tinggi jangka panjang yang memicu deformasi plastis berupa bulging dan berujung pada fish mouth rupture. Analisis FMEA menunjukkan bahwa penipisan dinding dan degradasi termal merupakan faktor dengan tingkat risiko tertinggi. Temuan ini menegaskan pentingnya pemantauan ketebalan, pengendalian deposit, dan deteksi dini temperatur logam aktual untuk meningkatkan keandalan tube superheater.