Tujuan penelitian ini adalah untuk mendeskripsikan karakteristik dari hasil pengembangan instrumen Testlet, menguji kelayakan instrumen Testlet, dan menilai tingkat pemahaman konsep siswa yang diuji menggunakan instrumen Testlet yang telah dikembangkan. Penelitian ini termasuk dalam jenis Research and Development (R&D). Metode yang digunakan adalah tes dan angket. Subjek penelitian yang digunakan adalah siswa kelas X SMA Islam Al-Azhar 14 Semarang. Instrumen tes yang dikembangkan menggunakan model Testlet tiga tingkat (Three-Tier), terdiri atas satu pernyataan umum dan tiga soal integrasi Testlet. Setiap soal terdiri atas tiga rangkaian pertanyaan, yakni pilihan ganda, pilihan alasan, dan tingkat keyakinan. Hasil validasi menunjukkan bahwa instrumen ini telah terbukti valid dan layak digunakan dengan perbaikan, dan reliabel dengan reliabilitas sebesar 0,57. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rata-rata persentase siswa yang paham konsep terhadap materi besaran dan pengukurannya adalah 67%, siswa yang tidak memahami konsep sebanyak 10%, dan siswa yang mengalami miskonsepsi mencapai 23%. Pemahaman konsep tertinggi mencapai 81%, dikategorikan tinggi untuk konsep pengolahan data, sedangkan pemahaman konsep terendah sebesar 37%, dikategorikan sedang untuk konsep penggunaan alat ukur yang sesuai.