Abstrak - Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penerapan model think pair and share berbantu media index card terhadap keterampilan berpikir kritis dan hasil belajar pada materi plantae kelas X. Pengambilan data dilakukan pada semester genap tahun ajaran 2016/2017 dengan sampel penelitian kelas X MIPA-1 (36 siswa) sebagai kelas eksperimen dan kelas X MIPA-2 (36 siswa) sebagai kelas kontrol. Desain eksperimen menggunakan quasi experimental design dengan bentuk nonequivalent control group design. Teknik analisis data menggunakan uji normalitas, uji homogenitas, dan uji t (independent sample t-test dan paired sample t-test) terhadap nilai pretest dan posttest. Hasil analisis data menunjukkan bahwa terdapat perbedaan yang signifikan antara keterampilan berpikir kritis dan hasil belajar siswa kelas eksperimen dan kelas kontrol. Hasil uji t keterampilan berpikir kritis mendapatkan nilai t_hitung (2,526) lebih besar dibandingkan t_tabel (1,994), sedangkan hasil belajar kognitif mendapatkan nilai t_hitung (2,526) lebih besar dibandingkan t_tabel (1,994), hasil belajar afektif menunjukkan nilai t_hitung (4,102) lebih besar dibandingkan t_tabel (1,994), hasil belajar psikomotorik menunjukkan nilai t_hitung (4,364) lebih besar dibandingkan t_tabel (1,994), yang menunjukkan terdapat perbedaan signifikan. Maka dapat dikatakan bahwa terdapat perbedaan signifikan antara keterampilan berpikir kritis dan hasil belajar siswa pada kelas kontrol dan kelas eksperimen. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa penerapan model think pair and share (TPS) berbantu media index card berpengaruh terhadap keterampilan berpikir kritis dan hasil belajar pada materi plantae kelas X.