Wilayah Indonesia merupakan tempat perbenturan empat lempeng kerak bumi sehingga Indonesia rentan akan gempa tektonik. Dikarenakan oleh efek yang sangat merusak pada kehidupan manusia dan struktur buatan manusia, memprediksi gempa bumi sebagai mitigasi bencana bagi masyarakat di Pulau Sumatera menjadi hal yang penting. Ada beberapa metode yang dapat dilakukan untuk memprediksi peluang terjadinya gempa bumi. Pada Tugas Akhir ini, akan digunakan Poisson Hidden Markov Model untuk memodelkan kejadian gempa bumi di Pulau Sumatera. Setelah mendapatkan model terbaik kejadian gempa bumi dengan menggunakan Algoritma Expectation-Maximization, model yang didapatkan digunakan untuk memprediksi peluang terjadinya gempa bumi dengan periode waktu 15 hari. Model terbaik yang memprediksikan kejadian gempa bumi di Pulau Sumatera adalah model dengan tiga keadaan tersembunyi dengan AIC 763.064. Model yang didapatkan diaplikasikan untuk memprediksi peluang terjadinya gempa bumi dengan periode 15 hari untuk 30 tahun kedepan. Hasil dari penelitian ini dapat digunakan sebagai salah satu langkah dalam mitigasi bencana bagi masyarakat di Pulau Sumatera.