Problem Based Learning merupakan suatu model pembelajaran yang menggunakan masalah sebagai titik tolak pembelajaran. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan modul fisika berbasis problem based learning terhadap kemampuan berpikir kritis peserta didik. Metode penelitian yang digunakan adalah kuasi eksperimen dengan desain penelitian nonequivalent control group design. Instrumen yang digunakan adalah instrumen tes berupa soal-soal uraian dan instrumen nontes berupa angket respon peserta didik. Populasi penelitian ini adalah peserta didik kelas X MAN 1 Bima Tahun Ajaran 2021/2022. Pengambilan sampel penelitian menggunakan tehnik purposive sampling, sehingga terpilih peserta didik kelas X MIPA 2 sebanyak 20 orang sebagai kelas eksperimen dan kelas X MIPA 1 sebanyak 22 orang sebagai kelas kontrol. Keputusan untuk pengambilan hipotesis berdasarkan pada kriteria pengujian, yaitu nilai Sig (2-tailed) sebesar 0,004 lebih kecil dari taraf signifikansi (α) 0,05, sehingga () ditolak dan () diterima. Selain itu, penggunaan modul fisika berbasis problem based learning terbukti lebih unggul dalam meningkatkan kemampuan berpikir kritis peserta didik. Berdasarkan hasil uji N-gain kelas eksperimen memperoleh nilai tes awal dengan skor maksimal 80 sehingga besar N-gainnya adalah 81%. Sedangkan kelas kontrol memperoleh nilai tes dengan skor maksimal 75 mempunyai besar N-gainnya adalah 63%. Selisis besar N-gainnya adalah 18%. Selanjutnya hasil analisis angket respon peserta didik meningkat setelah modul fisika berbasis problem based learning diimplementasikan dengan persentase sebesar 72%. Berdasarkan analisis data maka disimpulkan bahwa terdapat pengaruh penggunaan modul fisika berbasis problem based learning terhadap kemampuan berpikir kritis peserta didik. Hal tersebut didasarkan pada hasil uji hipotesis dengan menggunakan uji t.