Keterampilan berpikir kritis siswa yang belum terasah menyebabkan pemahaman siswa akan materi fisika belum maksimal. Penelitian ini dilakukan bertujuan untuk menganalisis efektivitas model pembelajaran guided inquiry berbasis eksperimen untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis pada materi pemanasan global siswa SMA kelas X. Penelitian ini menggunakan pendekatan kuantitatif dengan desain quasi experiment. Populasi pada penelitian ini adalah seluruh siswa kelas X SMA Negeri 1 Limbangan. Teknik sampling menggunakan purposive sampling. Sampel penelitian ini yaitu kelas X1 sebagai kelas eksperimen dan kelas X4 sebagai kelas kontrol. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan yang signifikan pada skor posttest kedua kelas dengan nilai Sig. (2-tailed) 0,000 < 0,05. Rata-rata nilai N-gain kelas eksperimen sebesar 0,74 dengan kategori tinggi dan nilai N-gain kelas kontrol sebesar -0,09 dengan kategori rendah. Model guided inquiry berbasis eksperimen efektif untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis pada materi pemanasan global.