Kanker kolorektal merupakan salah satu penyebab utama kematian akibat kanker di dunia, sehingga pencarian kandidat obat baru yang lebih efektif sangat diperlukan. Senyawa turunan Chalcone telah menunjukkan aktivitas sitotoksik yang menjanjikan terhadap sel kanker kolorektal HT-29. Penelitian ini bertujuan untuk membangun model Hubungan Kuantitatif Struktur dan Aktivitas (HKSA) yang optimal menggunakan teknik Regresi Linier Berganda (RLB) dan Jaringan Saraf Tiruan (JST) guna memprediksi aktivitas antikanker senyawa turunan Chalcone. Penelitian dilakukan terhadap 193 senyawa turunan Chalcone. Variabel bebas yang digunakan adalah deskriptor molekuler, sedangkan variabel terikat adalah nilai aktivitas biologis senyawa (pIC50). Prediktabilitas model diuji melalui validasi internal, metrik error prediksi eksternal, dan validasi silang eksternal. Validasi internal melalui LOO dan LMO, metrik error prediksi eksternal melalui SSE, MSE, RMSEP, MAPE eksternal, dan validasi silang eksternal melalui Q_F1^2, Q_F2^2, Q_F3^2. Model terpilih (model 35 RLB Stepwise) terdiri dari 27 deskriptor, dengan 3 deskriptor yang paling berpengaruh yaitu QCmin (+1,173), MATSv2 (+1,043), dan UI (-0,806). Model ini menunjukkan kualitas yang baik dan valid dengan R2 = 0,817; Q2 LOO = 0,744; SSE = 1,791; MSE = 0,116; RMSEP = 0,217; MAPE eksternal = 5,091; Q_F1^2 = 0,89261; Q_F2^2 = 0,89247; Q_F3^2 = 0,89969. Berdasarkan hasil penelitian ini, model terpilih dapat digunakan untuk memprediksi aktivitas serta mendesain senyawa baru turunan Chalcone. Desain senyawa baru turunan Chalcone terpilih berdasarkan persamaan terbaik yaitu senyawa dengan kode desain Modifikasi_a_136. Substitusi dilakukan pada cincin A dan B dengan kloro (5-kloro), fluoro (2-fluoro), dan trifluorometoksi (3-OCF3) dengan nilai pIC50 yang diperoleh sebesar 7,04.