AbstrakPenelitian ini bertujuan untuk mengetahui keterlaksanaan proses pembelajaran, peningkatan kemampuan argumentasi dan respon siswa terhadap penggunaan model Think Talk Write. Metode yang digunakan dalam penelitian yaitu Pre-experimental dengan One Group Pretest-Posttest Design. Sampel penelitian terdiri dari satu kelas berjumlah 30 siswa yaitu siswa kelas XI IPA SMA Plus Al-Hasan Banjarsari. Teknik pengumpulan data yaitu analisis data kualitatif dan kuantitatif dengan instrumen penelitian berupa lembar observasi, tes dan angket. Hasil penelitian menunjukkan peningkatan kemampuan argumentasi siswa dengan perolehan nilai rata-rata N-gain sebesar 0,64 kategori sedang. Adapun keterlaksanaan pembelajaran pada aktivitas guru dan siswa diperoleh masing-masing nilai rata-rata sebesar 86,66% dan 85,48% kategori sangat baik. Respon siswa dalam pembelajaran diperoleh nilai rata-rata sebesar 82,13% kategori tinggi. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa penggunaan model Think Talk Write dalam pembelajaran dapat membantu meningkatkan kemampuan argumentasi siswa pada materi sistem respirasi manusia.Kata kunci: model Think Talk Write, kemampuan argumentasi, sistem respirasi