Kesulitan peserta didik dalam memahami materi kimia yang menyebabkan kemampuan berpikir kritis nya rendah karena penerapan model pembelajarannya biasa. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keefektifan model pembelajaran Creative Problem Solving terhadap Kemampuan Berpikir Kritis Peserta Didik pada termokimia di SMA N 1 Mayong. Penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif dengan jenis penelitian eksperimen. Metode penelitian yang digunakan adalah Quasi Experimental Design dengan Jenis desain penelitian nonequivalent control group design. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh peserta didik kelas XI MIPA di SMA N 1 Mayong. Sampel yang digunakan adalah kelas XI MIPA 1 sebagai kelas kontrol dan kelas XI MIPA 3 sebagai kelas eksperimen dengan teknik pengambilan sampel simple random sampling. Metode pengumpulan data melalui observasi, dokumentasi, wawancara, kuesioner, dan tes. Data hasil penelitian di analisis secara kuantitaif. Berdasarkan independent t-test pada data posttest di taraf signifikansi 5% diperoleh t_hitung 6,75 lebih besar dari t_tabel. 2,04 yang menunjukkan ada perbedaan hasil pretest dan posttest peserta didik dengan penerapan model pembelajaran CREATIVE PROBLEM SOLVING. Hal ini juga didukung oleh nilai N-gain pada kelas eksperimen sebesar 0,701 dan kontrol sebesar 0,26. Berdasarkan penelitian dapat disimpulkan bahwa model pembelajaran CREATIVE PROBLEM SOLVING efektif terhadap kemampuan berpikir kritis peserta didik pada termokimia di SMA N 1 Mayong.