Estimasi arah sumber suara menjadi topik penting yang berhubungan dengan aplikasi robot, sistem sensor dan keamanan. Variasi kondisi ekperimen dalam melakukan estimasi tersebut akan menentukan nilai akurasi. Dalam penelitian ini, variasi terhadap temperatur dan waktu pantul diambil untuk dianalisa terhadap nilai akurasi estimasi arah sumber suara. Sinyal yang digunakan adalah sinyal binaural dengan menggunakan sinyal pengganggu white noise dan human speech like (HSL) noise untuk sudut azimuth bervariasi. Estimasi dilakukan dengan menggunakan metode Gaussian Mixture Model (GMM) untuk tipe horizontal plane dan horizontal – vertical planes. Hasil eksperimen menunjukkan sudut azimuth yang dekat dengan pendengar akan menyampaikan sinyal suara lebih cepat daripada sudut yang jauh, sinyal dengan durasi waktu yang panjang yaitu 2000 milidetik akan memberikan akurasi estimasi yang lebih tinggi daripada durasi sinyal yang lebih pendek: 100, 500, dan 1000 milidetik. Selain itu, akurasi estimasi lebih tinggi untuk suara dengan white noise daripada suara dengan HSL noise. Hasil lainnya adalah estimasi memiliki performansi lebih tinggi untuk horizontal – vertical planes daripada hanya kondisi horizontal plane. Estimasi mencapai 98,6% akurasi untuk horizontal plane dan 100% akurasi untuk horizontal-vertical planes.