Model pembelajaran dan kemampuan berpikir kritis merupakan faktor penting yang berpengaruh dalam proses pembelajaran. Model Problem Based Learning merupakan model pembelajaran yang menekankan pada penyelesaian masalah, sedangkan kemampuan berpikir kritis juga dibutuhkan dalam memecahkan masalah agar siswa mendapatkan hasil belajar yang lebih baik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh model pembelajaran Problem Based Learning dan kemampuan berpikir kritis terhadap hasil belajar materi ekosistem siswa SMP. Penelitian ini dilakukan pada semester 2 di SMPN 71 Jakarta tahun pelajaran 2016/2017. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah quasi eksperimen dengan desain faktorial 2x2. Instrumen yang digunakan untuk hasil belajar berupa pertanyaan soal pilihan ganda dan untuk kemampuan berpikir kritis adalah berupa soal uraian. Analisis data menggunakan uji normalitas, uji homogenitas, uji hipotesis anava dua arah, dan dilanjutkan dengan uji tukey. Analisis data ditinjau berdasarkan data keseluruhan hasil tes. Berdasarkan hasil analisis tersebut diperoleh 1) terdapat pengaruh model pembelajaran Problem Based Learning dan kemampuan berpikir kritis terhadap hasil belajar ekosistem siswa SMP, 2) terdapat pengaruh kemampuan berpikir kritis terhadap hasil belajar ekosistem siswa SMP, 3) terdapat interaksi antara model pembelajaran Problem Based Learning dan kemampuan berpikir kritis terhadap hasil belajar ekosistem siswa SMP