Kemampuan komunikasi siswa dalam pembelajaran Biologi di MAN 4 Pidie masih kurang. Kurangnya kemampuan komunikasi siswa akan menyebabkan guru tidak mengetahui apakah materi yang diajarkan sudah dipahami siswa atau belum. Berpikir kritis siswa juga tergolong rendah ketika menjawab soal dan bertanya. Rendahnya berpikir kritis siswa akan berdampak pada nilai siswa. Mengatasi permasalahan tersebut, salah satunya itu dengan penerapan model pembelajaran think talk write (TTW) dengan media gambar. Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui kemampuan komunikasi siswa dan berpikir kritis siswa melalui penerapan model pembelajaran think talk write (TTW) dengan media gambar pada materi pencemaran lingkungan. Penelitian ini menggunakan rancangan pre eksperimen dengan model the one group pre-test post-test. Populasi pada penelitian ini seluruh siswa kelas X IPA sebanyak 48 siswa yang terdiri dari 2 kelas. Sampel pada penelitian ini yaitu kelas X IPA 2. Pemilihan sampel dilakukan secara purposive sampling. Pengumpulan data dilakukan dengan penyebaran soal tes untuk mengetahui peningkatan berpikir kritis siswa dan lembar observasi untuk mengetahui kemampuan komunikasi siswa. Analisis data kemampuan komunikasi siswa menggunakan rumus persentase. Analisis data berpikir kritis siswa menggunakan statistik uji-t. Hasil analisis data menunjukkan kategori tinggi terhadap kemampuan komunikasi siswa serta berpikir kritis siswa mengalami peningkatan, yaitu thitung = 27,22 dan ttabel = 1.72074.