Urgensi penelitian ini terletak pada perlunya mengintegrasikan AI dalam pembelajaran IPA untuk meningkatkan literasi digital siswa sekaligus mendukung terciptanya pembelajaran mendalam yang relevan dengan tuntutan abad ke-21. Perkembangan Artificial Intelligence (AI) dalam pendidikan membuka peluang untuk meningkatkan kualitas pembelajaran IPA melalui penyediaan pengalaman belajar yang lebih adaptif, interaktif, dan berpusat pada siswa. Namun, efektivitas pemanfaatan AI dalam mendukung pembelajaran mendalam (deep learning) sangat dipengaruhi oleh kemampuan literasi digital siswa. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis integrasi AI dalam pembelajaran IPA, literasi digital siswa, serta implikasinya terhadap pembelajaran mendalam (deep learning). Metode yang digunakan adalah mixed method dengan desain sequential explanatory, yang diawali dengan pengumpulan data kuantitatif melalui instrumen berupa angket skala Likert, kemudian dilanjutkan dengan data kualitatif melalui wawancara, observasi, dan dokumentasi. Subjek penelitian terdiri atas 22 siswa kelas VIII dan 2 guru IPA di salah satu SMP Negeri di Kota Tasikmalaya, Jawa Barat. Analisis data kuantitatif dilakukan melalui perhitungan dan interpretasi persentase, sedangkan data kualitatif dianalisis melalui tahapan reduksi data, penyajian data, dan penarikan kesimpulan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa integrasi AI dalam pembelajaran IPA berada pada kategori tinggi dengan persentase 73,75%, literasi digital siswa sebesar 80%, dan pembelajaran mendalam sebesar 76,59%. Temuan kualitatif memperkuat bahwa AI dimanfaatkan sebagai sarana eksplorasi pengetahuan yang mendorong kemandirian belajar, kemampuan berpikir kritis, serta pengembangan karakteristik mindful, meaningful, dan joyful learning. Hasil analisis menunjukkan bahwa integrasi AI yang didukung literasi digital yang baik berimplikasi positif terhadap terwujudnya pembelajaran mendalam dalam pembelajaran IPA. Oleh karena itu, AI dan literasi digital perlu diintegrasikan secara optimal untuk mendukung pengembangan kompetensi abad ke-21.