Kemampuan berpikir kritis berperan penting dalam meningkatkan kemampuan berpikir tingkat tinggi serta menjadi landasan utama bagi siswa dalam menghadapi perkembangan dunia yang penuh dengan keberagaman informasi dan tantangan . Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penerapan model pembelajaran Problem Based Learning (PBL) berbasis mind mapping terhadap kemampuan berpikir kritis siswa. Metode penelitian menggunakan kuasi eksperimen dengan desain pretest-posttest control group. Teknik pengambilan sampel menggunakan purposive sampling, yaitu dengan pertimbangan berdasarkan nilai rata-rata kelas siswa yang sama atau mendekati. Siswa kelas X-3 digunakan sebagai kelas eksperimen dan X-5 digunakan sebagai kelas kontrol. Analisis data menggunakan Independent sample t-test setelah melalui uji prasyarat yaitu uji normalitas dan homogenitas . Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa hasil uji Independent sample t-test kemampuan berpikir kritis siswa menyatakan dengan nilai sig. (2-tailed) sebesar 0,000. Hasil tersebut mengarah pada kesimpulan bahwa penerapan model pembelajaran Problem Based Learning berbasis mind mapping mimiliki pengaruh terhadap kemampuan berpikir kritis siswa pada materi perubahan lingkungan kelas X SMA Negeri 1 Gondangwetan. Model ini juga mendorong siswa untuk aktif mengonstruksi pengetahuan melalui visualisasi konsep dan pemecahan masalah autentik, sehingga dapat diterapkan pada berbagai mata pelajaran untuk mengembangkan keterampilan abad 21.