Literasi sains menjadi salah satu keterampilan yang dibutuhkan siswa dalam pembelajaran abad 21. Penelitian yang sudah ada menunjukkan bahwa literasi sains siswa di Indonesia masih rendah. Salah satu cara memberdayakan literasi sains siswa adalah penggunaan model pembelajaran yang tepat sehingga tujuan pembelajaran dapat tercapai dengan baik. Penelitian model pembelajaran yang dapat memberdayakan literasi sains siswa telah banyak dilakukan sehingga perlu dilakukan metaanalisis untuk meringkas beberapa penelitian dan mendapatkan kesimpulan secara general. Penelitian ini termasuk dalam penelitian kuantitatif dengan metode deskriptif sehingga didapatkan kesimpulan secara general model pembelajaran yang dapat memberdayakan literasi sains siswa berdasarkan effect size ditinjau dari jenjang pendidikan, jenis model pembelajaran, dan materi pembelajaran. Kesimpulan penelitian yang dilakukan terdiri dari tiga poin. Pertama, berdasarkan jenjang pendidikan SMP, model pembelajaran dengan effect size tertinggi terhadap literasi sains adalah webbed dengan nilai 5,98 dengan kategori pengaruh sangat tinggi dan untuk jenjang pendidikan SMA model pembelajaran discovery learning memiliki nilai tertinggi sebesar 1,00 dengan kategori efek tinggi. Kedua, berdasarkan jenis model pembelajaran, model pembelajaran yang dinilai dapat memberdayakan literasi sains siswa dengan pengaruh sangat tinggi yaitu webbed dengan nilai effect size 5,98. Ketiga, berdasarkan materi pembelajaran, model webbed diketahui dapat memberdayakan literasi sains siswa pada materi indra peraba SMP dengan pengaruh sangat tinggi. Sementara itu, model discovery learning pengaruh terhadap literasi sains siswa pada materi pencemaran lingkungan dengan kategori efek tinggi.