Model pembelajaran yang diterapkan di SMAN 1 Godong sebagian besar dominan masih menggunakan model konvensional yaitu ceramah, sehingga pembelajaran masih berpusat kepada guru dan bukan berpusat kepada peserta didik. Perlu adanya inovasi dalam model pembelajaran yang dapat diterapkan dalam kurikulum merdeka untuk mengembangkan kemampuan berpikir kritis peserta didik. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui efektivitas model problem based learning (PBL) terintegrasi etnosains terhadap peningkatan kemampuan berpikir kritis peserta didik pada materi ikatan kimia dan mengetahui kemampuan berpikir kritis peserta didik dengan penerapan model PBL terintegrasi etnosains pada materi ikatan kimia. Penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif dengan bentuk eksperimen semu. Desain penelitian ini menggunakan nonequivalent control group design. Pengambilan sampel menggunakan cluster random sampling. Instrumen penelitian berupa soal pretest dan posttest. Hasil yang diperoleh dianalisis secara kuantitatif. Hipotesis yang diperoleh dengan uji independent sample t test pada data posttest yaitu (<0,001) < 0,05 pada taraf signifikansi 5%, artinya terdapat perbedaan yang signifikan pada peningkatan kemampuan berpikir kritis peserta didik. Adanya perbedaan yang signifikan, maka diperkuat dengan uji n-gain yang diperoleh nilai 64,08% yang berada pada rentang (55-75%) masuk ke dalam kategori cukup efektif meningkatkan kemampuan berpikir kritis dengan penerapan model PBL terintegrasi etnosains pada materi ikatan kimia. Persentase rata-rata jawaban indikator kemampuan berpikir kritis diperoleh nilai 68% pada kelas kontrol masuk ke kategori sedang dan 80% pada kelas eksperimen berkategori tinggi.