Siswa mengalami kesulitan dalam menghubungkan ketiga level representasi, yaitu makroskopik, submikroskopik, dan simbolik, sehingga diperlukan instrumen asesmen yang mampu mengidentifikasi model mental siswa secara menyeluruh. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan instrumen asesmen berbasis multi level representasi guna mengidentifikasi model mental siswa pada materi hidrokarbon. Penelitian ini merupakan jenis penelitian R&D (Research and Development) dengan menggunakan model pengembangan ADDIE. Subjek penelitian adalah siswa kelas XI yang dipilih melalui teknik purposive sampling. Data dianalisis menggunakan pendekatan kuantitatif deskriptif dengan bantuan software Ministep dalam kerangka Model Rasch. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai rata-rata outfit MNSQ dan outfit ZSTD masing-masing sebesar 1,01 dan 0,0 , yang berada dalam rentang yang dapat diterima secara statistik. Hal ini menunjukkan bahwa instrumen dinyatakan valid berdasarkan Model Rasch. Nilai item reliability 0,95, nilai person reliability sebesar 0,85, instrumen dinyatakan reliabel dan berkualitas baik untuk mengukur model mental siswa. Hasil uji coba menunjukkan dominasi kategori Initial dan Synthetic, dengan capaian Scientific Understanding masih terbatas pada beberapa soal. Instrumen ini efektif dalam mengidentifikasi kecenderungan model mental siswa per soal, namun belum menggambarkan model mental secara individu sehingga diperlukan penyempurnaan instrumen atau rubrik untuk analisis lebih mendalam. Instrumen ini dapat menjadi alat diagnostik alternatif dalam pembelajaran kimia dan memberikan kontribusi dalam perancangan strategi pembelajaran yang lebih tepat sasaran.