Peserta didik kurang tertarik mengikuti pembelajaran kimia karena materi kimia dianggap sulit serta model pembelajaran yang diterapkan masih berpusat pada guru, sehingga diperlukan model pembelajaran yang dapat mendorong keterlibatan aktif peserta didik sekaligus mampu membantu meningkatkan penguasaan konsep peserta didik dalam memahami abstraknya materi kimia. Penelitian ini dilakukan bertujuan untuk mengetahui pengaruh model discovery learning berbasis multi level representasi terhadap penguasaan konsep peserta didik pada materi hidrokarbon. Penelitian ini merupakan jenis penelitian kuantitatif dengan metode quasi eksperimen berupa non-equivalent control group design. Subjek penelitian adalah kelas XI A1 dan XI A2 MA NU Nurul Huda yang dipilih melalui teknik pengambilan sampel jenuh. Data dianalisis menggunakan bantuan software SPSS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa uji independent t-test menunjukkan signifikansi sebesar 0,000, yang berarti bahwa penerapan model discovery learning berbasis multi level representasi berpengaruh terhadap peningkatan penguasaan konsep peserta didik. Hasil uji N-gain skor kelas ekperimen yakni 66,8% sedangkan kelas kontrol yakni 30,6%. Hasil uji effect size menunjukkan nilai sebesar 3.1 yang artinya penerapan model discovery learning berbasis multi level representasi memiliki pengaruh yang tinggi dalam meningkatkan penguasaan konsep peserta didik.