Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pembelajaran mobile learning dan motivasi belajar terhadap keterampilan berpikir tingkat tinggi (HOTS) siswa pada materi larutan elektrolit dan nonelektrolit. Penelitian ini dilakukan di SMA Negeri 1 Leuwiliang Bogor pada tahun akademik 2017/2018. Metode penelitian yang digunakan adalah quasi eksperimen dengan desain penelitian Anava dua jalur (treatment by level 2x2). Sebanyak 36 siswa, sebagai sampel penelitian, dipilih menggunakan teknik simple random sampling. Di kelas eksperimen, proses pembelajaran menggunakan media mobile learning. Sedangkan siswa di kelas kontrol, proses pembelajaran menggunakan media powerpoint. Kesimpulannya adalah: (1) HOTS siswa yang diajarkan dengan menggunakan media mobile learning lebih tinggi dibandingkan siswa yang diajarkan dengan menggunakan media powerpoint; (2) Terdapat pengaruh interaksi antara media pembelajaran dan motivasi belajar terhadap keterampilan HOTS siswa; (3) HOTS siswa yang diajarkan dengan menggunakan media mobile learning lebih tinggi dibandingkan siswa yang diajarkan dengan menggunakan media powerpoint pada kelompok siswa yang memiliki motivasi belajar tinggi; dan (4) HOTS siswa yang diajarkan dengan menggunakan media mobile learning lebih rendah dibandingkan siswa yang diajarkan dengan menggunakan media powerpoint pada kelompok siswa yang memiliki motivasi belajar rendah.