Kecenderungan penggunaan model konvensional dalam pembelajaran mengakibatkan kurangnya aktivitas siswa. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh model PjBL berbasis STEM terhadap kemampuan berpikir kritis dan hasil belajar IPA siswa. Penelitian ini adalah penelitian eksperimen semu dengan rancangan penelitian Posttest-Only Control Group Design. Populasi penelitian ini adalah 436 siswa kelas V. Sedangkan, sampel penelitian yaitu 120 siswa yang ditentukan dengan teknik random sampling. Pengumpulan data menggunakan metode tes berupa tes uraian dan pilihan ganda. Data dianalisis menggunakan Manova berbantuan SPSS 26.00 for Windows. Hasil Penelitian menunjukkan (1) terdapat pengaruh model PjBL berbasis STEM terhadap kemampuan berpikir kritis siswa. (2) terdapat pengaruh model PjBL berbasis STEM terhadap hasil belajar IPA. (3) terdapat pengaruh model PjBL berbasis STEM secara simultan terhadap kemampuan berpikir kritis dan hasil belajar IPA. Dapat disimpulkan bahwa model PjBL berbasis STEM berpengaruh terhadap kemampuan berpikir kritis dan hasil belajar IPA. Model ini dapat digunakan untuk menciptakan pembelajaran yang bervariasi.