Urbanisasi memicu ekspansi fisik yang signifikan dari pusat kota menuju wilayah peri-urban, yang berdampak pada konversi lahan yang tidak terkendali. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis karakteristik spasial dan temporal perubahan penggunaan lahan periode 2021–2025, menyusun model prediksi penggunaan lahan tahun 2029 menggunakan metode hibrida Cellular Automata - Artificial Neural Network (CA-ANN), serta mengidentifikasi pola urban sprawl yang terbentuk di Kecamatan Sumbang, Kabupaten Banyumas. Metode penelitian yang digunakan adalah deskriptif kuantitatif dengan pendekatan analisis spasial. Data citra satelit diproses melalui teknik digitasi on-screen, dan seleksi variabel pendorong diuji menggunakan Korelasi Pearson untuk menghindari multikolinieritas. Hasil validasi model menunjukkan keandalan prediksi yang sangat kuat dengan nilai Percent of Correctness mencapai 98,90% dan Indeks Kappa Overall sebesar 0,986. Temuan penelitian menunjukkan bahwa pada periode aktual (2021–2025), lahan terbangun bertambah seluas 41,41 Ha dengan kontributor utama dari alih fungsi lahan terbuka (41,51%) dan kebun (38,47%). Pada proyeksi tahun 2029, lahan terbangun diprediksi kembali berekspansi seluas 24,03 Ha yang secara masif mulai menggerus kawasan sawah produktif di bagian selatan seluas 43,29 Ha. Berdasarkan analisis hierarki spasial, perkembangan fisik baik pada periode aktual maupun prediksi secara konsisten didominasi mutlak oleh pola Ribbon Development (pola memanjang mengikuti jalan) dengan persentase mencapai 45,67% pada periode eksisting dan melonjak hingga 91,76% pada tahun 2029. Dominasi ini membuktikan secara empiris bahwa faktor aksesibilitas jaringan jalan merupakan determinan utama yang mengunci morfologi urban sprawl di wilayah penyangga Perkotaan Purwokerto.