Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kemampuan memecahkan masalah dan kemampuan penalaran matematis mahasiswa melalui Problem Based Learning (PBL) Berstruktur Metakognisi. Bentuk penelitian ini adalah penelitian eksperimen semu dengan bentuk desain dengan Kelompok Kontrol Tak-Setara. Kelas eksperimen diterapkan model PBL berstruktur metakognisi dan untuk kelas kontrol diterapkan model PBL saja. Berdasarkan hasil analisis data, diperoleh hasil bahawa (1) Kemampuan awal problem solving dan penalaran matematis mahasiswa kedua kelas sebelum diberi perlakuan adalah sama, (2) Terdapat perbedaan kemampuan awal problem solving dan penalaran matematis mahasiswa kedua kelas setelah diberi perlakuan, (3) Peningkatan kemampuan problem solving pada kelas yang diterapkannya PBL berstruktur metakognisi dengan rerata skor 2,97 lebih baik dibandingkan dengan kelas yang hanya diterapkan PBL saja dengan rerata skor 1,10. (4) Peningkatan kemampuan penalaran matematis pada kelas yang diterapkannya PBL berstruktur metakognisi dengan rerata skor 3,58 lebih baik dibandingkan dengan kelas yang hanya diterapkan PBL saja dengan rerata skor 1,93. Kata Kunci: Problem Based Learning (PBL), Metakognisi, Kemampuan Problem Solving, Kemampuan Penalaran Matematis Abstract: This research aimed at improving students ' mathematical reasoning ability through Problem Based Learning (PBL) Structured Metacognition. This form of research is quasi experimental research with form design with an equivalent control group. Classroom experiments applied Metacognition and structured model of PBL for the control class is applied to a model of PBL course. Based on the findings of this research, the researcher found that (1) The ability of mathematical reasoning of the university student from two different clases were equaly before the implematation of the action. (2) After the implemantation of the action the researcher found different ability of mathematical reasoning in both classses. (3) The students ability of mathematical problem solving improved as well in experimental class. (4) The students ability of mathematical reasoning improved as well in experimental class. Keyword: Problem Based Learning (PBL), Metacognition Skills, Mathematical Reasoning Ability, Problem Solving Ability