Literasi sains peserta didik masih rendah sehingga diperlukan pembelajaran yang tidak hanya berorientasi pada hasil, tetapi juga mampu mengembangkan setiap kompetensi literasi sains melalui tahapan pembelajaran yang sistematis. Penelitian ini bertujuan menganalisis implementasi setiap sintaks Problem Based Learning (PBL) dalam mengembangkan kompetensi literasi sains peserta didik melalui e-modul IPA berbasis Google Sites pada materi suhu, kalor, dan pemuaian. Penelitian merupakan bagian dari Research and Development (R&D) menggunakan model ADDIE dengan ruang lingkup analisis pada implementasi sintaks PBL, perangkat pembelajaran, dan keterkaitannya dengan tiga kompetensi literasi sains menurut OECD, yaitu menjelaskan fenomena ilmiah, mengevaluasi dan merancang penyelidikan ilmiah, serta menginterpretasikan data dan bukti ilmiah. Data diperoleh melalui observasi keterlaksanaan pembelajaran, dokumentasi perangkat pembelajaran, dan hasil implementasi e-modul, kemudian dianalisis secara deskriptif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa setiap sintaks PBL memberikan kontribusi yang berbeda terhadap pengembangan literasi sains. Tahap orientasi masalah dan mengorganisasi peserta didik melatih kemampuan menjelaskan fenomena ilmiah, tahap membimbing penyelidikan mengembangkan kemampuan mengevaluasi dan merancang penyelidikan ilmiah, sedangkan tahap mengembangkan, menyajikan hasil, serta mengevaluasi proses pemecahan masalah memperkuat kemampuan menginterpretasikan data dan bukti ilmiah. Integrasi sintaks PBL dalam e-modul berbasis Google Sites memungkinkan ketiga kompetensi literasi sains berkembang secara bertahap dan saling berkesinambungan. Dengan demikian, implementasi sintaks PBL dapat menjadi strategi pembelajaran yang efektif untuk mengembangkan literasi sains peserta didik secara sistematis.