Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: (1)  pemahaman konsep peserta didik dengan menggunakan model pembelajaran (GI-GI) (2) pengaruh model pembelajaran GI-GI terhadap pemahaman konsep peserta didik. Penelitian ini adalah penelitian Quasi Eksperimen dengan jenis nonequivalent Control Group Design. Populasi pada penelitian ini adalah peserta didik kelas X MIPA SMA N 1 Karanganyar. Sampel penelitian terdiri dari kelas X MIPA 2 sebagai kelas eksperimen yang diberi pembelajaran dengan menggunakan model pembelajaran Group Investigation-Guided Inquiry (GI-GI) dan kelas X MIPA 1 sebagai kelas kontrol yang diberi pembelajaran dengan menggunakan model pembelajaran yang diterapkan pada sekolah. Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh: (1) Rata-rata tingkat pemahaman konsep peserta didik sebelum diberi perlakuan kedua kelas dalam kategori rendah dengan rata-rata persentase kelas eksperimen sebesar 16% lebih rendah dibanding kelas kontrol yaitu 18%. Setelah diberikan perlakuan meningkat menjadi 64% untuk kelas eksperimen dan 52% untuk kelas kontrol. Tingkat pemahaman konsep tiap indikator pada kelas eksperimen yaitu indikator menafsirkan 44%, merangkum 52%, menyimpulkan 42%, membandingkan 56%, mencontohkan 87%, mengklasifikasikan 71%, dan menjelaskan 97%.  Adapun pemahaman konsep kelas kontrol pada indikator merangkum 28%, menafsirkan 31%, mencontohkan 50%, menyimpulkan 41%, membandingkan 56%, mengklasifikasikan 66% dan menjelaskan 91%. (2) Hasil nilai N-Gain kelas eksperimen lebih tinggi yaitu 0,71 yang termasuk kriteria tinggi dan 0,66 termasuk pada kriteria sedang. Hipotesis dilakukan dengan menggunakan uji t diperoleh nilai thitung = 2,9834 dan ttabel = 1,9996 dengan taraf signifikasi 0,05. Hasil tersebut menunjukan bahwa terdapat peningkatan pemahaman konsep secara signifikan menggunakan model pembelajaran Group Investigation-Guided Inquiry (GI-GI).