Pada era revolusi industrI 4.0, guru dituntut untuk mampu melaksanakan pembelajaran yang kreatif dan inovatif dengan memanfaatkan teknologi. Salah satu pendekatan yang sesuai dengan tuntutan tersebut adalah pendekatan STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics). Tujuan penulisan ini adalah untuk memaparkan konsep STEM dan implementasi pendekatan STEM pada pembelajaran Kimia di jenjang Madrasah Aliyah/Sekolah Menengah Atas. Metode yang digunakan dalam penulisan ini adalah kajian literatur dengan menyeleksi beberapa artikel dan jurnal mengenai pendekatan STEM dan implementasinya pada jenjang Madrasah Aliyah/Sekolah Menengah Atas. Selain itu dilakukan kajian kompetensi dasar kurikulum 2013 yang dapat diintegrasikan dalam pendekatan STEM. Hasil kajian menunjukkan bahwa beberapa kompetensi dasar pada mata pelajaran Kimia di Madrasah Aliyah/Sekolah Menengah Atas dapat diintegrasikan dengan pendekatan STEM sesuai karakteristik materinya, melalui tahapan-tahapan pendekatan STEM dan pemberian proyek kepada peserta didik. Dengan demikian implementasi pendekatan STEM pada mata pelajaran Kimia Madrasah Aliyah/Sekolah Menengah Atas dapat dilakukan dalam rangka untuk mempersiapkan sumber daya manusia yang kompeten dalam menghadapi abad 21.