Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: (1) Perbedaan hasil belajar kimia siswa yang dibelajarkan dengan strategi pembelajaran berbasis masalah dan yang dibelajarkan dengan strategi pembelajaran inkuiri. (2) Perbedaan hasil belajar kimia siswa yang memiliki kemampuan berpikir kritis tinggi dengan hasil belajar kimia siswa yang memiliki kemampuan berpikir kritis rendah (3) Pengaruh interaksi antara strategi pembelajaran dengan kemampuan berpikir kritis siswa dalam mempengaruhi hasil belajar kimia siswa. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas XI SMA Negeri 2 Medan yang berjumlah 300 orang. Teknik pengambilan sampel dilakukan dengan teknik kelompok secara abstrak (cluster random sampling) berjumlah 60 siswa. Sampel yang diambil terdiri dari dua kelompok yaitu, satu kelompok kelas dilakukan dengan pembelajaran berbasis masalah dan satu kelompok lagi dilakukan dengan strategi inkuiri. Perhitungan uji lanjut dengan uji Tukey menunjukkan bahwa siswa yang dibelajarkan dengan strategi pembelajaran berbasis masalah memperoleh hasil belajar lebih tinggi dibandingkan dengan siswa yang dibelajarkan dengan strategi pembelajaran inkuiri. Sedangkan siswa yang memiliki kemampuan berpikir tinggi memperoleh hasil belajar yang lebih tinggi bila dibelajarkan dengan strategi pembelajaran berbasis masalah dibandingkan dengan siswa yang dibelajarkan dengan strategi pembelajaran inkuiri.