Penelitian ini bertujuan mengetahui efektivitas penerapan project based learning dengan media diorama dalam meningkatkan pemahaman konsep keanekaragaman hayati siswa kelas X MA Nurul Islam Sekarbela. Jenis penelitian ini adalah eksperimen semu dengan desain non equvalent control group design. Populasi dari penelitian ini adalah seluruh siswa kelas X MA Nurul Islam yang berjumlah empat kelas X. Pengambilan sampel menggunakan teknik random sampling diperoleh kelas Xa sebagai kelas eksperimen dan kelas Xb sebagai kelas kontrol. Instrumen yang digunakan untuk mengetahui pemahaman konsep siswa yakni tes pilihan ganda sebanyak 23 item.Teknik analisis data yang digunakan yaitu uji prasyarat menggunakan uji normalitas dan uji homogenitas serta uji hipotesis menggunakan Anacova dan dilanjutkan dengan uji N-Gain. Pemahaman konsep peserta didik sebelum diterapkan model Project Based Learning mendapatkan nilai rata-rata pretes sebesar 52.65, setelah diterapkan project based learning dengan media diorama mendapatkan nilai rata-rata postes 84.13 sementara pada kelas kontrol memperoleh nilai pretes 49.09 dan postes 78.68 jadi, diperoleh peningkatan rata-rata pemahaman konsep siswa sebesar 31.48 lebih besar dari peningkatan pada kelas kontrol sebesar 29,59. Nilai rata-rata N-Gain sebesar 0,63 pada kelas eksperimen dan 0,55 pada kelas kontrol. Hasil uji anacova diperoleh nilai sig (2-tailed) 0,027 yang lebih kecil dari alpha 0,05 sehingga H0 ditolak dan Ha diterima. Kesimpulan penelitian menunjukkan bahwa penerapan project based learning dengan diorama efektif meningkatkan pemahaman konsep siswa.