Pemahaman konsep yang dimiliki peserta didik masih rendah terutama pada materi termokimia. Salah satu penyebabnya adalah ketidaksesuaian model pembelajaran yang digunakan dan kurangnya perhatian pendidik terhadap kemampuan metakognitif yang dimiliki peserta didik. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui pengaruh penerapan model SAVI terhadap pemahaman konsep peserta didik pada materi termokimia, pengaruh kemampuan metakognitif terhadap pemahaman konsep peserta didik pada materi termokimia, dan interaksi antara penerapan model SAVI dan kemampuan metakognitif terhadap pemahaman konsep peserta didik pada materi termokimia. Jenis penelitian yang digunakan adalah kuantitatif dengan metode penelitian eksperimen menggunakan desain group faktorial 2 x 2. Teknik pengambilan sampel pada penelitian adalah cluster random sampling. Hasil penelitian yang diperoleh adalah 1) terdapat pengaruh model SAVI terhadap pemahaman konsep peserta didik pada materi termokimia yang didasarkan pada nilai (Sig.) sebesar 0,044, 2) terdapat pengaruh kemampuan metakognitif terhadap pemahaman konsep peserta didik pada materi termokimia yang ditunjukkan dengan nilai (Sig.) sebesar 0,000 dan 3) terdapat interaksi antara penerapan model SAVI dan kemampuan metakognitif terhadap pemahaman konsep peserta didik pada materi termokimia yang dibuktikan dengan nilai (Sig.) sebesar 0,027. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa penerapan model SAVI dan kemampuan metakognitif yang dimiliki peserta didik berpengaruh terhadap pemahaman konsep serta adanya interaksi antara penerapan model SAVI dan kemampuan metakognitif terhadap pemahaman konsep.