Kemampuan berpikir kritis matematis siswa masih dikategorikan rendah berdasarkan hasil studi pendahuluan, sehingga salah satu solusi yang dapat digunakan adalah melalui penerapan model Problem Based Learning berbantuan media MAGE. Penelitian ini bertujuan untuk: (1) menganalisis perbedaan kemampuan berpikir kritis matematis siswa melalui penggunaan model Problem Based Learning berbantuan media MAGE dibandingkan model pembelajaran langsung dan (2) terdapat peningkatan kemampuan berpikir kritis matematis siswa sebelum dan sesudah penerapan model Problem Based Learning berbantuan media MAGE. Penelitian ini dilakukan pada siswa kelas X SMAN 1 Demak semester II tahun ajaran 2023/2024. Sampel yang diambil yakni dua kelas dengan teknik Simple Random Sampling yang meliputi siswa kelas X-1 sebagai kelas eksperimen dan siswa kelas X-2 sebagai kelas kontrol dengan jumlah masing-masing 36 siswa. metode penelitian yang digunakan yaitu metode eksperimen. Bentuk yang digunakan adalah jenis Quasi Experimental Design dengan rancangan yang dipilih yaitu Nonequivalent Pretest-Posttest Control Design. Teknik pengumpulan data yang digunakan menggunakan tes kemampuan berpikir kritis matematis. Instrumen penelitian yang digunakan yakni instrument tes yang berbentuk pretest dan posttest dengan masing-masing 5 soal sesuai dengan indikator kemampuan berpikir kritis matematis. Adapun teknik analisis data yang digunakan antara lain: uji normalitas, uji homogenitas, uji perbedaan kemampuan berpikir kritis matematis, dan uji peningkatan kemampuan berpikir kritis matematis yang akan diolah dengan menggunakan aplikasi SPSS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan kemampuan berpikir kritis matematis siswa melalui penggunaan model Problem Based Learning berbantuan media MAGE dibandingkan model pembelajaran langsung. Selain itu, terdapat peningkatan kemampuan berpikir kritis matematis siswa sesudah penerapan model Problem Based Learning berbantuan media MAGE, dengan kriteria peningkatan sedang.