Penelitian ini bertujuan untuk mengimplementasikan model pembelajaran STEM terhadap peningkatan pemahaman konseptual siswa pada pembelajaran IPA materi energi dan perubahannya pada siswa kelas 5 Madrasah Ibtidaiyah. Pembelajaran dilakukan dengan 2 siklus yang meliputi eksperimen, proyek berbasis STEM, dan kegiatan berbasis kolaborasi. Teknik pengumpulan data menggunakan observasi, tes, dan dokumentasi. Teknik analisis dilakukan dalam tiga tahap yaitu kondensasi data, penyajian data, dan penarikan kesimpulan. Hasil penelitian ini, proses pembelajaran dilaksanakan pada siklus I, aktivitas guru tergolong baik (B) dan aktivitas siswa tergolong cukup (C). siklus II, aktivitas guru tergolong baik (B) dan aktivitas siswa tergolong baik (B). Tingkat pemahaman siswa pada awal siklus I sebesar 71%, kemudian meningkat menjadi 91% pada siklus II. Kendala yang dihadapi terutama terkait keterbatasan sarana dan waktu, namun solusi yang diterapkan cukup efektif dalam mengatasi kendala tersebut. Berdasarkan penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa model pembelajaran STEM akan meningkatkan pemahaman konseptual siswa ditambah dengan keterampilan praktis tentang energi dan perubahannya.