Sistem irigasi merupakan sistem yang sangat kompleks, meliputi air irigasi, daerah irigasi, prasarana fisik irigasi, sumber daya manusia, kelembagaan irigasi, manajemen, pembiayaan, teknologi partisipasi petani/P3A yang saling terkait untuk menunjang pertanian. Untuk meningkatkan produksi pertanian, upaya-upaya yang dilakukan perlu dirumuskan dengan memerhatikan kinerja sistem irigasi dan pengaruh setiap faktor terkait. Penelitian ini bertujuan menganalisis faktor yang berpengaruh terhadap kinerja sistem irigasi daerah irigasi kewenangan kabupaten/kota, provinsi, pemerintah (pusat) di wilayah semi-arid Pulau Timor melalui pendekatan Principal Component Analysis (PCA). Metode analisis komponen utama menggunakan lima belas indikator dari data 345 daerah irigasi. Studi ini menyimpulkan lima belas variabel menunjukkan hubungan signifikan baik positif maupun negatif terhadap kinerja sistem irigasi. Urutan kontribusi terbesar memengaruhi kinerja sistem irigasi dalam model komponen utama adalah aspek kelembagaan, kewenangan daerah irigasi, produktivitas padi, ketersediaan sarana penunjang operasi dan pemeliharaan, tingkat kerusakan saluran pembuang, tingkat kerusakan saluran sekunder dan tingkat kerusakan saluran primer. Intensitas pertanaman total menunjukkan hubungan negatif terhadap kinerja sistem irigasi di wilayah semi-arid dengan keterbatasan air. Sementara itu, luas daerah irigasi, produktivitas padi, tingkat partisipasi petani pemakai air, ketersediaan sarana penunjang operasi dan pemeliharaan, rasio tenaga operasi dan pemeliharaan terhadap luas daerah irigasi, frekuensi pemeliharaan bangunan dan saluran, biaya operasi dan pemeliharaan, biaya rehabilitasi, kewenangan daerah irigasi provinsi menunjukan hubungan positif terhadap kinerja sistem irigasi.