Salah satu kemampuan penting yang harus dimiliki oleh siswa pada saat ini adalah keterampilan berpikir tingkat tinggi (KBTT). KBTT adalah kemampuan untuk mengolah informasi secara kritis dan kreatif untuk menyelesaikan masalah, membuat keputusan, dan menghasilkan gagasan baru. Namun, kenyataannya banyak siswa masih cenderung menggunakan pola berpikir tingkat rendah, seperti sekadar menghafal rumus atau prosedur tanpa memahami esensinya. Pendekatan PMR menyediakan ruang bagi siswa untuk berdiskusi, mengeksplorasi berbagai strategi dalam menyelesaikan masalah, serta mengembangkan argumen logis. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji peningkatan KBTT matematis siswa melalui penerapan pembelajaran dengan pendekatan Pendidikan Matematika Realistik (PMR). Metode penelitian yang digunakan adalah kuasi eksperimen dengan rancangan The One Group Pretest-Posttest Design. Penelitian dilaksanakan di SMP IT Al-Fityah Pekanbaru. Pengumpulan data dilakukan melalui teknik tes, angket, observasi, dan dokumentasi. Instrumen yang digunakan meliputi soal tes untuk mengukur KBTT siswa, lembar observasi, serta dokumentasi pendukung. Teknik analisis data mencakup uji Mann-Whitney dan perhitungan N-Gain. Hasil analisis menunjukkan adanya perbedaan signifikan dalam keterampilan berpikir tingkat tinggi siswa setelah diterapkannya pendekatan PMR. Rata-rata peningkatan KBTT siswa berdasarkan hasil N-Gain pada seluruh indikator mencapai angka 0,37 yang tergolong dalam kategori sedang.