Ampas pres kelapa sawit merupakan limbah hasil pengolahan kelapa sawit yang memiliki potensi pada kandungan bioaktifnya. ß-karoten menjadi salah satu komponen yang terkandung dalam ampas pres kelapa sawit yang bersifat sebagai antioksidan dan memiliki manfaat untuk kesehatan. Ekstraksi ß-karoten telah banyak dilakukan dengan metode sonikasi, tetapi belum dilakukan untuk bahan ampas pres kelapa sawit. Metode ini diharapkan mampu meningkatkan yield produk dan menjadi metode alternatif ekstraksi yang potensial. Tujuan penelitian ini untuk menentukan kondisi optimum ekstraksi ß-karoten dari ampas pres kelapa sawit dengan metode sonikasi, menganalisa senyawa ß-karoten hasil ekstraksi ampas pres kelapa sawit, dan menganalisa aktivitas antioksidan ekstrak ß-karoten. Variabel proses pada penelitian ini yaitu variasi waktu ekstraksi (10, 20, 30 menit), variasi rasio bahan : pelarut (1:5, 1:7, 1:9 %, b/v) dan variasi jenis pelarut (aseton, n-heksana, aseton:n-heksana 2:1). Optimasi ekstraksi dilakukan dengan Analysis of Variant (ANOVA), dilanjutkan uji Tukey dan pemilihan perlakuan terbaik dengan uji De Garmo. Karakteristik sampel ampas pres memiliki kadar air 5,76%, kadar minyak 1,23%, dan nilai °HUE 120,12 (Kuning). Kondisi optimal ekstraksi sonikasi menggunakan pelarut aseton, rasio bahan : pelarut 1:7, dan waktu ekstraksi 20 menit dengan perolehan yield 6,47 ± 0,565%. Analisa kadar β-karoten ekstrak mencapai 28,84 ± 0,078%, nilai Rf 0,82. Aktivitas antioksidan ekstrak β-karoten ampas pres kelapa sawit tergolong kuat dengan nilai IC50 sebesar 52,95 µg/mL. Hasil pemurnian meningkatkan kadar β-karoten 2,325 kali hingga 96,77% dan nilai Rf 0,90.