Tujuan penelitian ini adalah mengetahui pengaruh penerapan siklus belajar 5E terhadap kemampuan literasi sains dan hasil belajar siswa, serta hubungan antara kemampuan literasi sains dan hasil  belajar kognitif siswa kelas XI SMA pada materi sistem saraf manusia. Jenis penelitian ini adalah quasi experiment dengan control group pretest-posttest design. Penelitian dilakukan di SMA pada bulan Mei 2017, dengan 31 siswa sebagai kelompok kontrol dan 28 siswa sebagai kelompok eksperimen. Data yang diperoleh berupa skor kemampuan literasi sains dan hasil belajar pada materi sistem saraf manusia. Data perbedaan skor literasi sains dan hasil belajar kognitif siswa dianalisis menggunakan uji-t. Uji korelasi Pearson digunakan untuk menganalisis hubungan antara literasi sains dengan hasil belajar kognitif siswa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa siklus belajar 5E berpengaruh terhadap kemampuan literasi sains dan hasil belajar siswa serta terdapat hubungan positif antara kemampuan literasi sains dengan hasil belajar siswa dengan signifikansi rendah. Dengan demikian, siklus belajar 5E dapat meningkatkan kemampuan literasi sains dan hasil belajar kognitif siswa pada materi sistem saraf manusia. Kata kunci: siklus belajar 5E, literasi sains, hasil belajar, sistem saraf manusia