This research purpose is to describ the experimental method effect in increasing critical thinking skills and thermochemistry concept mastery. This research is used quasi eksperimental method with pretest-posttest non equivalent control group design. The population of the research are XI science student from one of high school grade in Bandar Lampung. The Sampling used is cluster random sampling method obtained from XI science 5 as experimental class and XI science 7 as control class. The effectiveness of learning is by n-Gain average of critical thinking skills and thermochemistry concept mastery, and also supported with the effect size test, when n-Gain in experiment class higher than n-Gain in control class. The result of effec size test show the experimental class is 0,92 including in “big” category. Based on that result, we can conclude that the experimental method effective in increasing critical thinking skills and students concept mastery on thermochemistry.Keyword : experiment method, critical thinking skills, concept mastery, thermochemistry. Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan pengaruh metode eksperimen dalam meningkatkan keterampilan berpikir kritis dan penguasaan konsep siswa pada materi termokimia. Penelitian ini menggunakan metode quasi experiment dengan desain pretest-posttest non equivalent control group. Populasi penelitian ini adalah siswa kelas XI IPA salah satu SMA di Bandar Lampung. Penentuan sampel menggunakan cluster random sampling, diperoleh kelas XI IPA 5 sebagai kelas eksperimen dan XI IPA 7 sebagai kelas kontrol. Pengaruh metode eksperimen ditunjukan dengan n-Gain rata-rata keterampilan berpikir kritis dan penguasaan konsep termokimia, serta didukung uji ukuran pengaruh, dengan n-Gain pada kelas ekperimen lebih tinggi daripada n-Gain siswa di kelas kontrol. Berdasarkan hasil tersebut, dapat disimpulkan bahawa metode eksperimen berpengaruh besar dalam meningkatkan keterampilan berpikir kritis dan penguasaan konsep siswa pada materi termokimia.Kata kunci: metode eksperimen, keterampilan berpikir kritis, penguasaan konsep, termokimia