Ikan dewa (Tor sp) merupakan spesies ikan air tawar yang memiliki nilai ekonomi dan budaya tinggi namun populasinya semakin menurun akibat degradasi habitat, pencemaran air, dan eksploitasi berlebihan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kondisi ekologi serta mengidentifikasi biodiversitas ikan dewa di Sungai Pelus Desa Rempoah, Kecamatan Baturaden, Kabupaten Banyumas dan Sungai Tuntung Gunung Desa Limbasari, Kecamatan Bobotsari, Kabupaten Purbalingga. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode survei langsung ke lokasi penelitian, analisis ekologi, identifikasi morfologi, serta identifikasi molekuler. Hasil penelitian menunjukan bahwa kedua sungai memiliki kualitas perairan yang baik untuk habitat ikan dewa. Hasil analisis molekuler pada pohon filogenetik mengidentifikasi adanya dua spesies ikan dewa dari Sungai Pelus yaitu Tor tambroides dan Tor tambra, dengan jarak genetik 2,73105422. Sementara pada sungai Tuntung Gunung hanya terdapat spesies Tor tambroides yang memiliki variasi jarak genetik 0,00000000-1,68098296. Berdasarkan karakteristik biodiversitasnya, Sungai Pelus memiliki nilai indeks keanekaragaman 0,69 yang termasuk dalam kategori rendah dan nilai indeks dominansi 0,50 termasuk dalam kategori sedang. Sungai Tuntung Gunung memiliki nilai indeks keanekaragaman 0 termasuk dalam kategori rendah dan nilai indeks dominansi 1 termasuk kedalam kategori tinggi.