Model pembelajaran merupakan salah satu komponen penting dalam kegiatan belajar mengajar. Model pembelajaran berfungsi sebagai pedoman bagi guru dalam melaksanakan kegiatan pembelajaran. Namun model pembelajaran ini jarang diterapkan dalam proses pembelajaran khususnya pada materi biologi sel di MAN Kota Tegal. Latar belakang tersebut menjadi dasar penelitian ini dengan rumusan masalah apakah model pembelajaran PBL (Problem Based Learning) pada materi biologi sel efektif terhadap peningkatan hasil belajar siswa kelas XI MIPA MAN Kota Tegal. Tujuan penelitian ini untuk mendeskripsikan efektivitas model pembelajaran PBL (Problem Based Learning) pada materi biologi sel terhadap peningkatan hasil belajar siswa kelas XI MIPA MAN Kota Tegal. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan model Pretest-Posttest Control Group Design dengan teknik sampling Simple Random Sampling. Teknik pengumpulan data menggunakan metode wawancara, dokumentasi, observasi, dan tes. Hasil analisis uji-T diperoleh t hitung > t tabel sehingga Ho ditolak dan Ha diterima, artinya nilai rata-rata posttest kelas eksperimen lebih tinggi (77,7) daripada kelas kontrol (68,13). Hasil perhitungan N-Gain kelas eksperimen mengalami peningkatan hasil belajar sebesar 64% dan kelas kontrol 51%. Berdasarkan hasil tersebut disimpulkan bahwa model pembelajaran PBL (Problem Based Learning) pada materi biologi sel efektif terhadap peningkatan hasil belajar siswa kelas XI MIPA MAN Kota Tegal.