Keterampilan metakognitif merupakan salah satu keterampilan berpikir tingkat tinggi yang harus diberdayakan pada siswa. Keterampilan metakognitif membantu siswa menjadi pebelajar mandiri dan self regulated learner yang baik untuk menghadapi tuntutan pembelajaran mandiri abad 21. Keterampilan metakognitif dapat diberdayakan melalui penerapan model pembelajaran yang tepat dan efektif. Sudah banyak penelitian yang membahas tentang penerapan model pembelajaran untuk memberdayakan atau meningkatkan keterampilan metakognitif siswa. Penelitian ini merupakan studi meta analisis tentang model pembelajaran yang berpengaruh untuk memberdayakan atau meningkatkan keterampilan metakognitif siswa pada pembelajaran Biologi/IPA. Jenis penelitian yang digunakan adalah penelitian kuantitatif dengan metode penelitian berupa studi meta analisis. Temuan penelitian mengungkapkan bahwa penerapan model pembelajaran mampu memberdayakan atau meningkatkan keterampilan metakognitif berdasarkan jenjang pendidikan baik pada jenjang pendidikan SMP maupun jenjang pendidikan SMA dengan nilai effect size kategori efek besar. Model pembelajaran inkuiri terbukti paling berpengaruh dalam memberdayakan atau meningkatkan keterampilan metakognitif siswa dengan nilai effect size sebesar 2,21. Model pembelajaran yang memiliki efek besar untuk memberdayakan atau meningkatkan keterampilan metakognitif berdasarkan materi yaitu model pembelajaran simas eric untuk materi sel, jaringan tumbuhan dan hewan, model inquiry based learning untuk materi sistem pernapasan dan ekskresi manusia, model project based learning untuk materi sistem koordinasi manusia, model pembelajaran inkuiri untuk materi ekosistem, dan model pembelajaran socio-scientific problem based learning untuk materi fungi, plantae, dan pencemaran.