Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis peran sains dalam penguatan nilai-nilai pendidikan Islam serta mengidentifikasi model integrasi yang mendukung terciptanya pembelajaran holistik. Metode yang digunakan adalah studi kepustakaan (library research) dengan pendekatan Systematic Literature Review (SLR). Data diperoleh dari literatur primer berupa jurnal ilmiah bereputasi, buku akademik, serta karya tokoh Muslim, dan literatur sekunder berupa laporan penelitian, dokumen kebijakan, serta sumber digital relevan. Analisis data dilakukan melalui tahapan reduksi, kategorisasi, interpretasi, dan sintesis menggunakan analisis isi (content analysis). Hasil penelitian menunjukkan bahwa sains berperan strategis dalam memperkuat nilai tauhid, kejujuran, disiplin, tanggung jawab, keterbukaan berpikir, dan kepedulian sosial-ekologis dalam pendidikan Islam. Integrasi sains dengan nilai-nilai Islami juga mendukung terwujudnya pembelajaran holistik yang mengembangkan aspek kognitif, afektif, dan psikomotorik secara seimbang. Namun demikian, penelitian ini juga menemukan tantangan serius berupa dikotomi epistemologis, keterbatasan kompetensi guru, resistensi budaya dan kelembagaan, kelemahan kurikulum, serta pengaruh globalisasi dan digitalisasi yang cenderung mendorong sekularisasi ilmu. Dengan demikian, integrasi sains dalam pendidikan Islam tidak hanya menjadi wacana epistemologis, tetapi juga kebutuhan strategis untuk menjawab tuntutan zaman. Penelitian ini menegaskan urgensi pengembangan kurikulum dan strategi pembelajaran yang berbasis integrasi sains dan nilai-nilai Islam, sehingga dapat melahirkan generasi Muslim yang cerdas secara intelektual, berakhlak mulia, dan berdaya saing global.