Literasi sains merupakan kompetensi esensial pada abad ke-21 yang mendukung kemampuan peserta didik dalam memahami fenomena ilmiah, mengevaluasi bukti, dan mengambil keputusan berdasarkan sains. Namun, capaian literasi sains siswa saat ini masih berada di bawah rata-rata internasional. Berbagai penelitian menunjukkan bahwa pendekatan Science, Technology, Engineering, Mathematics telah efektif meningkatkan literasi sains, tetapi implementasi pendekatan Science, Technology, Engineering, Mathematics, and the Qur'an (STEMQ) masih terbatas, terutama pada sekolah yang berorientasi Islam dan materi energi terbarukan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengevaluasi seberapa baik literasi ilmiah siswa fisika di pesantren dipengaruhi oleh Sains, Teknologi, Teknik, Matematika, dan Al-Qur'an (STEMQ) pada energi terbarukan. Menggunakan desain eksperimental terintegrasi dan metode campuran, data kuantitatif sebagai data utama, data kualitatif sebagai data pendukung. Sebanyak 28 siswa kelas X di salah satu pondok pesantren di Pamekasan, Jawa Timur, dipilih sebagai subjek penelitian melalui pengambilan sampel yang bertujuan. Uji T, N-Gain, Ukuran Efek, size dan analisis data kualiitatif untuk memeriksa data. Hasil penelitian menunjukkan perbedaan literasi sains siswa sebelum dan setelah strategi STEMQ diimplementasikan. Nilai N-Gain sebesar 0,74 berada di kisaran atas, tetapi ukuran dampak sebesar 1,83 menunjukkan efek yang sangat signifikan. Data kualitatif dari tanggapan siswa mampu menciptakan proses penelitian dasar, mengevaluasi data secara lebih metodis, dan mengomunikasikan gagasan energi terbarukan secara lebih ilmiah setelah mengikuti pembelajaran STEMQ. Hasilnya, pendekatan STEMQ mampu menyelaraskan pendidikan fisika dengan prinsip-prinsip Al-Qur'an dan berhasil meningkatkan literasi ilmiah siswa di pesantren.