Tujuan penelitian ini adalah untuk meningkatkan kemampuan penalaran dan sikap belajar matematika siswa SMA Muhammadiyah 4 Yogyakarta melalui model pembelajaran kooperatif tipe Team Assisted Individualization. Penelitian ini merupakan penelitian tindakan kelas yang terlaksana dalam 2 siklus, yaitu siklus I terdiri atas 5 pertemuan dan siklus II terdiri atas 4 pertemuan. Setiap siklus memiliki 4 tahapan, yaitu perencanaan, pelaksanaan, evaluasi, dan refleksi. Subyek penelitian ini adalah siswa kelas X MIPA 1 SMA Muhammadiyah 4 Yogyakarta yang terdiri dari 32 siswa. Alat pengumpul data yang digunakan adalah lembar observasi, tes kemampuan penalaran, lembar angket sikap, serta dokumentasi. Teknik analisis data dilakukan menurut Miles dan Huberman yang terdiri dari empat komponen, yaitu pengumpulan data, reduksi data, display data, dan penarikan kesimpulan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penerapan pembelajaran kooperatif tipe Team Assisted Individualization dapat meningkatkan kemampuan penalaran dan sikap belajar matematika siswa kelas X MIPA 1 SMA Muhammadiyah 4 Yogyakarta pada pembelajaran matematika. Rata-rata nilai tes kemampuan penalaran siswa pada siklus I sebesar 44,35 dan mengalami peningkatan sehingga pada siklus II nilai rata-ratanya melebihi nilai KKM 73 yaitu mencapai 76,28. Sikap siswa juga menunjukkan peningkatan dari siklus I yaitu 67,189% dengan kualifikasi sedang meningkat menjadi 72,32 % dengan kualifikasi tinggi pada siklus II.