Penelitian ini bertujuan menganalisis fungsi stimulus fenomena lokal sebagai asesmen diagnostik Higher Order Thinking Skills (HOTS) dalam pembelajaran IPA terpadu. Penelitian menggunakan pendekatan mixed methods dengan desain explanatory sequential. Subjek penelitian melibatkan 592 peserta didik pada pembelajaran IPA. Instrumen penelitian berupa asesmen HOTS berbasis stimulus fenomena lokal yang menuntut penalaran inferensial, pemahaman proses, dan klasifikasi konsep. Data kuantitatif dianalisis secara deskriptif untuk menggambarkan capaian HOTS, sedangkan data kualitatif dianalisis melalui pola pilihan jawaban dan distraktor untuk mengidentifikasi miskonsepsi konseptual. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sebagian besar peserta didik mampu menarik inferensi kausal dan memahami proses fenomena alam yang disajikan. Namun demikian, ditemukan miskonsepsi konseptual yang signifikan pada aspek klasifikasi konsep, meskipun pemahaman proses relatif baik. Temuan ini mengindikasikan adanya ketidaksinkronan antara penalaran ilmiah dan pelabelan konsep. Penelitian ini menyimpulkan bahwa stimulus fenomena lokal efektif digunakan sebagai asesmen diagnostik HOTS IPA terpadu untuk mengungkap capaian penalaran sekaligus miskonsepsi konseptual peserta didik dalam pembelajaran IPA.