Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan informasi mengenai efektivitas model pembelajaran Problem Based Learning (PBL) dan Group Investigaton (GI) terhadap kemampuan berpikir ktitis siswa pada materi pencemaran lingkungan. Populasi seluruh siswa kelas X MIPA SMAN 3 KUNINGAN tahun ajaran 2015-2016. Sampel dalam penelitian ini terdapat 2 kelas eksperimen yaitu X MIPA 5 sebanyak 35 siswa menggunakan model pembelajaran GI dan 35 siswa X MIPA 6 menggunakan model pembelajaran PBL. Dalam penelitian ini sampel diambil dengan menggunakan teknik cluster random sampling, desain penelitiannya adalah quasi experiment (eksperimen semu) dengan pretest dan post-test. Instrumen penelitian menggunakan soal-soal tes uraian dan angket. Hasil penelitian menunjukan bahwa penggunaaan model Problem Based Learning (PBL) terhadap kemampuan berpikir kritis lebih efektif dibandingkan penggunaan model Group Investigation (GI) pada materi pencemaran lingkungan di SMAN 3 Kuningan. Kata Kunci : Berpikir kritis, Problem Based Learning, Group Investigation