Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah terdapat peningkatan kemampuan koneksi matematis siswa melalui model pembelajaran CTL (Contextual Teaching and Learning), dan untuk mengetahui apakah peningkatan kemampuan koneksi matematis siswa melalui model pembelajaran CTL (Contextual Teaching and Learning) lebih baik dari pada model pembelajaran konvensional.. Sampel penelitian di ambil 2 kelas yang ditentukan dengan teknik random cluster  sampling, yaitu kelas XI IPA 3 sebanyak 30 siswa sebagai kelas eksperimen dan kelas XI IPA 2 sebanyak 30 siswa sebagai kelas kontrol. Instrument yang digunakan dalam penelitian ini adalah  tes kemampuan koneksi matematis siswa dalam bentuk uraian. Data rata-rata pre-test kelas eksperimen yaitu 40,87 dan rata-rata pre-test kelas kontrol yaitu 40,58. Setelah diberikan perlakuan pada masing-masing kelas diperoleh data rata-rata post-test pada kelas eksperimen sebesar 61,70 dan kelas kontrol sebesar 52,40. Berdasarkan hasil pengujian uji t diperoleh nilai sig < taraf sig (α = 0,05) untuk dk = 58 yaitu 0,000 < 0,05 yang artinya bahwa terdapat perbedaan kemampuan koneksi matematis siswa antara kelas eksperimen dan kelas kontrol dengan kata lain terdapat peningkatan kemampuan koneksi matematis siswa yang diajar menggunakan model CTL (Contextual Teaching and Learning). Berdasarkan uji N-gain pada kelas eksperimen diperoleh indeks gain sebesar 0,53 dengan karakteristik sedang dan pada kelas kontrol diperoleh indeks gain sebesar 0,3 dengan karakteristik rendah.