Permasalahan lingkungan yang semakin kompleks menuntut siswa memiliki keterampilan berpikir kritis sejak dini. Literasi lingkungan dan eco-anxiety diduga berperan dalam membentuk cara siswa memahami serta merespons isu-isu ekologis secara rasional. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hubungan antara kemampuan literasi lingkungan dan eco-anxiety dengan keterampilan berpikir kritis siswa kelas X. Penelitian ini menggunakan metode kuantitatif korelasional dengan teknik purposive sampling dari populasi siswa kelas X di SMA Negeri 3 Semarang. Pengumpulan data dilakukan melalui tes (literasi lingkungan dan keterampilan berpikir kritis) serta angket (literasi lingkungan dan eco-anxiety). Teknik analisis data menggunakan deskriptif kuantitatif dan analisis korelasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) terdapat hubungan antara kemampuan literasi lingkungan dengan keterampilan berpikir kritis sebesar 0,429 (kategori hubungan sedang) dengan kontribusi 16,07%; (2) terdapat hubungan antara eco-anxiety dengan keterampilan berpikir kritis sebesar 0,227 (kategori rendah) dengan kontribusi 1,14%; dan (3) terdapat hubungan antara kemampuan literasi lingkungan dan eco-anxiety secara simultan dengan keterampilan berpikir kritis sebesar 0,439 (kategori sedang) dengan kontribusi 17,6%.