Rendahnya hasil belajar fisika peserta didik pada materi suhu dan kalor menjadi salah satu permasalahan pembelajaran di SMA Negeri 5 Halmahera Selatan. Kondisi ini ditandai dengan rendahnya keterlibatan peserta didik dalam pembelajaran, dominasi metode ceramah, serta belum optimalnya ketuntasan hasil belajar. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan hasil belajar fisika peserta didik melalui penerapan model pembelajaran kooperatif tipe Student Teams Achievement Division (STAD) pada materi suhu dan kalor di kelas XI SMA Negeri 5 Halmahera Selatan. Penelitian ini menggunakan pendekatan Penelitian Tindakan Kelas (PTK) yang dilaksanakan dalam dua siklus, di mana setiap siklus terdiri atas tahap perencanaan, pelaksanaan tindakan, observasi, dan refleksi. Subjek penelitian berjumlah 25 peserta didik kelas XI. Teknik pengumpulan data dilakukan melalui observasi aktivitas pembelajaran dan tes hasil belajar, sedangkan analisis data menggunakan analisis deskriptif kuantitatif dan kualitatif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penerapan model pembelajaran kooperatif tipe STAD mampu meningkatkan hasil belajar fisika peserta didik. Hal ini ditunjukkan oleh peningkatan rata-rata nilai dan ketuntasan belajar peserta didik dari tahap pra-siklus hingga siklus II. Pada tahap pra-siklus, rata-rata nilai peserta didik sebesar 61,24 dengan ketuntasan belajar 48%, kemudian meningkat pada siklus I menjadi rata-rata 72,48 dengan ketuntasan 72%, dan kembali meningkat pada siklus II menjadi rata-rata 84,16 dengan ketuntasan belajar mencapai 88%. Selain itu, aktivitas belajar peserta didik selama pembelajaran juga mengalami peningkatan yang ditandai dengan meningkatnya partisipasi dalam diskusi kelompok, kerja sama, dan keberanian mengemukakan pendapat. Dengan demikian, model pembelajaran kooperatif tipe Student Teams Achievement Division (STAD) efektif digunakan untuk meningkatkan hasil belajar fisika peserta didik pada materi suhu dan kalor di SMA Negeri 5 Halmahera Selatan.