Proses pembelajaran kimia yang efektif dan efisien harus diperbaiki dengan penggunaan berbagai strategi pembelajaran. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keefektifan strategi pembelajaran PQ4R terhadap keterampilan berpikir kritis dan motivasi belajar. Penelitian ini merupakan penelitian quasi eksperimen dengan desain eksperimen nonequeivalent control group design. Populasi pada penelitian ini yaitu peserta didik kelas XI MIPA di MA Negeri Kendal. Sampel yang digunakan dalam penelitian ini yaitu 36 peserta didik kelas XI MIPA 4 sebagai kelas eksperimen dan 32 peserta didik kelas XI MIPA 3 sebagai kelas kontrol. Pengambilan sampel dilakukan dengan teknik claster random sampling. Teknik pengambilan data menggunakan observasi, wawancara, tes, angket dan dokumentasi. Hasil penelitian menunjukkan uji t keterampilan berpikir kritis didapatkan nilai signifikansi (Sig.) 0,000 < 0,05 yang artinya terdapat perbedaan keterampilan berpikir kritis kelas eksperimen yang menerapkan startegi pembelajaran PQ4R dengan keterampilan berpikir kritis kelas kontrol yang menerapkan pembelajaran konvensional dan hasil uji t motivasi belajar diperoleh nilai signifikansi (Sig.) 0,001 < 0,05 yang artinya terdapat perbedaan motivasi belajar kelas eksperimen yang menerapkan strategi pembelajaran PQ4R dengan motivasi belajar siswa kelas kontrol yang menerapkan pembelajaran konvensional. Berdasarkan uji N-Gain kelas eksperimen sebesar 44,18% dengan kategori kurang efektif dan kelas kontrol sebesar 14,83% dengan kategori tidak efektif. Solusi yang dapat dilakukan untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis yang maksimal adalah dengan penerapan strategi pembelajaran PQ4R dengan berbantuan media powerpoint. Berdasarkan hasil uji N-Gain untuk kelas eksperimen sebesar 33,15% dengan kategori tidak efektif dan kelas kontrol sebesar 15,29% dengan tidak efektif. Solusi yang dilakukan untuk meningkatkan motivasi belajar yang lebih maksimal adalah dengan penerapan strategi pembelajaran PQ4R dengan berbantuan media pembelajaran, solusi lain adalah dengan memberikan nilai, hadiah, dan dapat juga dilakukan dengan memberikan ulangan, mengumumkan hasilnya dan memberikan pujian.