Literasi sains merupakan kemampuan penting yang perlu dikembangkan sejak sekolah dasar karena berkaitan dengan kemampuan siswa dalam memahami fenomena, menggunakan bukti, dan menerapkan pengetahuan sains dalam kehidupan sehari-hari. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh pendekatan Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) terhadap literasi sains siswa kelas IV sekolah dasar serta mengetahui perbedaan peningkatan kemampuan literasi sains antara kelompok eksperimen dan kelompok kontrol. Penelitian menggunakan pendekatan kuantitatif dengan metode true experimental dan rancangan pretest-posttest control group design. Subjek penelitian berjumlah 50 siswa kelas IV SD Muhammadiyah 1 Bangkalan yang diacak secara individual (random assignment) dari populasi ke dalam 25 siswa kelompok eksperimen dan 25 siswa kelompok kontrol. Pengumpulan data dilakukan melalui tes literasi sains sebelum dan sesudah pembelajaran. Data dianalisis menggunakan uji normalitas, Independent-Samples T Test, N-Gain, dan Cohen's d dengan bantuan IBM SPSS Statistics. Hasil penelitian menunjukkan rata-rata posttest kelas eksperimen sebesar 71,66, sedangkan kelas kontrol sebesar 59,50. Rata-rata N-Gain kelas eksperimen sebesar 0,42167 dengan kategori sedang, sementara kelas kontrol sebesar 0,14745 dengan kategori rendah. Uji Independent-Samples T Test pada N-Gain menunjukkan nilai signifikansi p < 0,001. Cohen's d sebesar 2,06 menunjukkan besarnya perbedaan peningkatan antara kedua kelompok. Dengan demikian, terdapat perbedaan peningkatan literasi sains yang signifikan antara siswa yang memperoleh pembelajaran dengan pendekatan STEM dan siswa pada kelompok kontrol.