Tingginya angka kematian bayi (AKB) di Indonesia masih belum mencapai target Millenium Development Goals (MDGs) tahun 2015. Diperlukan penanganan khusus untuk menurunkan angka kematian bayi di Indonesia dengan
melihat faktor-faktor penyebab yang diduga berpengaruh terhadap laju kematian bayi. Penelitian ini menggunakan pemodelan Cox Proportional Hazard dengan Multivariate Adaptive Regression Spline (MARS) untuk menganalisis
faktor-faktor signikan yang mempengaruhi laju kematian bayi berdasarkan data bayi lahir hidup pada periode Januari 2013 - Desember 2014 di Provinsi Banten, dengan menggunakan residual martingale pada Cox PH sebagai variabel respon pada pemodelan MARS. Faktor-faktor penyebab yang diduga berpengaruh terhadap laju kematian bayi meliputi usia ibu saat melahirkan (x1), paritas ibu (X2), jarak antar kelahiran (X3), pendidikan ibu (X4), jenis kelamin bayi (X5), kelahiran kembar (X6), penolong kelahiran bayi (X7), dan sumber utama air minum (X8). Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa model MARS terbaik yang diperoleh adalah kombinasi dari BF=32, MI=3, dan MO=1, dengan nilai GCV sebesar 0,00053. Berdasarkan model MARS terbaik tersebut dapat diketahui faktor-faktor yang berpengaruh terhadap laju kematian bayi adalah usia ibu saat melahirkan (X1), paritas ibu (X2), jarak antar kelahiran (X3), pendidikan ibu (X4), jenis kelamin bayi (X5), dan sumber utama air minum (X8) dengan tingkat kepentingan masing-masing variabel sebesar 65,28%, 88,48%, 56,00%, 48,01%, 58,67%, dan 100%.