Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penerapan model pembelajaran problem based learning terhadap peningkatan keterampilan berpikir kritis dan pemahaman konsep siswa pada materi larutan penyangga. Metode pelaksanaannya menggunakan desain pretest and posttest control group design yaitu penelitian yang melihat perbedaan hasil pretest dan hasil posttest antara kelas eksperimen dan kelas kontrol. Populasi penelitian ini adalah kelas XI IPA sebanyak 3 kelas. Pengambilan sampel dengan teknik simple random sampling sehingga didapat XI IPA 2 sebagai kelas eksperimen dan XI IPA 1 sebagai kelas kontrol. Analisa uji perbedaan rata-rata hasil posttest kelas eksperimen menunjukan hasil yang lebih baik dibandingkan kelas kontrol. Kelas eksperimen memperoleh rata-rata nilai posttest 72,08 sedangkan nilai kelas kontrol 65,48. Uji N-Gain pada hasil belajar kognitif siswa menunjukan bahwa kelas eksperimen mengalami peningkatan lebih baik dalam keterampilan berpikir kritis dan pemahaman konsep sebesar 63,2976 dan kelas kontrol peningkatannya sebesar 56,50 dengan kriteria sedang. Bedasarkan hasil analisis tersebut disimpulkan bahwa terdapat pengaruh penerapan model pembelajaran problem based learning terhadap peningkatan keterampilan berpikir kritis dan pemahaman konsep siswa pada materi larutan penyangga.