Abstrak:Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui perbedaan kemampuan penalaran dan pemecahan masalah matematis siswa yang diajar dengan Think Pair Share (TPS) dan Group Investigation (GI) di kelas X MAS Amaliyah Sunggal. Penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif dengan jenis eksperimen kuasi. Populasi penelitian ini adalah seluruh siswa kelas X MAS Amaliyah Sunggal Tahun Ajaran 2019/2020, yang selanjutnya dipilih sampel sebanyak dua kelas secara acak yaitu X-IPA3 dan X-IPA2. Data pada penelitian ini diperoleh melalui tes kemampuan penalaran dan pemecahan masalah matematis. Selanjutnya data dianalisis menggunakan uji ANAVA dua jalur. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa, (1) terdapat perbedaan yang signifikan kemampuan penalaran dan pemecahan masalah matematis siswa yang belajar dengan TPS dengan siswa yang belajar dengan GI; dan (2) tidak ada interaksi antara model pembelajaran (TPS, GI) terhadap kemampuan matematis (penalaran, pemecahan masalah). Sehingga dapat disimpulkan bahwa model pembelajaran TPS dan GI memberikan pengaruh yang berbeda terhadap kemampuan penalaran dan pemecahan masalah matematis siswa. Kata Kunci:Penalaran, Pemecahan Masalah, Think Pair Share, Group Investigation Abstract:The purpose of this research was to determine differences in students’s reasoning and mathematical problem solving abilities by cooperative learning in Think Pair Share (TPS) and Group Investigation (GI). This research was quantitative study and a quasi eksperimen. The population was all students of grade X MAS Amaliyah Sunggal in Academic Year 2019/2020, then two class is selected as sample randomly. They were X-IPA2 dan X-IPA3. Data was collected by test of reasoning and mathematical problem solving. Then data were analyzed using the two-way ANAVA. The result showed that, (1) there were significant differences in the ability of reasoningg and mathematical problem solving of students who studied by TPS and students who studied by GI; and (2). There is no interaction between learning models (TPS and GI) and the mathematics ability (reasoning and problem solving). So it can be concluded that the TPS and GI gives a different effect on students’ mathematical reasoning and problem solving abilities. Keywords:Reasoning, Problem Solving, Think Pair Share, Group Investigation