Abstrak - Penelitian ini bertujuan mengekplorasi bentuk learning outcome, model pembelajaran, dan metode utama yang digunakan dalam pembelajaran fisika berbasis virtual lab. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah studi literatur, berupa analisis dan sintesis terhadap 26 artikel ilmiah dari berbagai jurnal internasional ternama. Artikel ilmiah yang dipilih dibatasi pada tahun publikasi 2011 sampai dengan 2016. Berdasarkan hasil analisis diperoleh gambaran: (1) model pembelajaran yang digunakan adalah learning cycle 5E, e-learning, blended learning, dan dual-situated learning; (2) metode pembelajaran utama yang digunakan adalah eksperimen, demonstrasi, dan inkuiri; (3) bentuk pengetahuan yang menjadi tujuan pembelajaran adalah pengetahun konseptual berupa penguasaan/pemahaman konsep;  pengetahuan prosedural; perubahan konsepsi; dan miskonsepsi dan cognitive load; (4) aspek keterampilan yang dieksplorasi adalah keterampilan inkuiri dan keterampilan manipulatif dalam aktivitas praktik; (5) aspek afeksi yang menjadi bahan kajian adalah sikap terhadap fisika; sikap terhadap praktikum virtual; sikap terhadap virtual lab; tingkat keyakinan siswa dalam menerapkan konsep-konsep fisika; dan epistemological belief; (6) pada semua artikel yang dianalisis, ditemukan bahwa penggunaan virtual lab dapat meningkatkan penguasaan/pemahaman konsep fisika siswa. Tidak ditemukan pengembangan atau penggunaan virtual lab yang secara sengaja dirancang untuk melatihkan keterampilan berpikir tingkat tinggi dan keterampilan penting lainnya. Perlu dilakukan pengembangan dan pemanfaatan virtual lab yang dapat membekalkan keterampilan abad 21 kepada siswa.

Kata Kunci: learning outcome, virtual lab, pembelajaran fisika, keterampilan abad 21