Penelitian ini menganalisis efisiensi termal Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) PT PLN Nusantara Power Unit Pembangkitan Gresik pada Gas Turbine GT 3.2 PLTGU Blok 3 Unit 2, dengan membandingkan kondisi sebelum dan sesudah overhaul (Turbine Inspection). Penelitian didorong oleh peningkatan kebutuhan listrik serta penurunan kinerja turbin gas akibat jam operasi seperti fouling dan keausan yang berpotensi menaikkan konsumsi bahan bakar. Efisiensi termal dijadikan indikator utama kinerja pembangkit, berlandaskan teori siklus Brayton, yakni perbandingan kerja bersih turbin terhadap kalor masuk (Qin). Metode yang digunakan adalah studi lapangan dengan pendekatan komparatif sebelum–sesudah, memanfaatkan data operasi aktual yang kemudian diolah melalui perhitungan berbantuan Microsoft Excel. Parameter yang dianalisis mencakup temperatur, tekanan, nilai kalor bawah (LHV), laju aliran bahan bakar, serta variabel pendukung lain pada beban 100 MW dan 103 MW. Hasil
menunjukkan adanya peningkatan efisiensi termal pasca overhaul: pada beban 100 MW naik dari 30,5450% menjadi 31,4085%, dan pada beban 103 MW meningkat dari 30,7662% menjadi 31,4256%. Selain itu, daya keluaran turbin bertambah 4,7 MW atau 4,55%. Kesimpulannya, overhaul efektif peningkatkan performa output dan cenderung memperbaiki efisiensi termal, meskipun dipengaruhi kondisi operasi saat pengambilan data di lapangan.