Kemampuan berpikir tingkat tinggi yang dimiliki siswa diantaranya dipengaruhi oleh motivasi belajar matematika dan kecemasan matematis sehingga perlu mengontrol kedua hal tersebut agar kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa menjadi lebih baik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: (1) apakah terdapat pengaruh yang signifikan motivasi belajar matematika (X_1) terhadap kemampuan berpikir tingkat tinggi (Y) siswa kelas XI SMAN 1 Limbangan tahun pelajaran 2021/2022; (2) apakah terdapat pengaruh yang signifikan kecemasan matematis (X_2) terhadap kemampuan berpikir tingkat tinggi (Y) siswa kelas XI SMAN 1 Limbangan tahun pelajaran 2021/2022; (3) apakah terdapat pengaruh yang signifikan motivasi belajar matematika (X_1) dan kecemasan matematis (X_2) secara simultan terhadap kemampuan berpikir tingkat tinggi (Y) siswa kelas XI SMAN 1 Limbangan tahun pelajaran 2022/2023. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas XI di SMAN 1 Limbangan tahun pelajaran 2022/2023. Sampel penelitian adalah seluruh siswa kelas XI yang berjumlah 215 siswa yang diambil menggunakan teknik saturation sampling. Data penelitian dikumpulkan menggunakan metode angket dan tes. Hasil penelitian ini adalah: (1) terdapat pengaruh yang signifikan antara motivasi belajar matematika terhadap kemampuan berpikir tingkat tinggi; (2) terdapat pengaruh yang tidak signifikan antara kecemasan matematis terhadap kemampuan berpikir tingkat tinggi; (3) terdapat pengaruh yang signifikan antara motivasi belajar matematika dan kecemasan matematis secara simultan terhadap kemampuan berpikir tingkat tinggi.