Penelitian ini bertujuan mengidentifikasi hubungan antara kemampuan berpikir kritis dan hasil belajar pada materi sistem peredaran darah manusia. Studi korelasional dilakukan di SMA Negeri di Sungai Penuh pada Agustus 2020, melibatkan 57 siswa kelas XI yang dipilih melalui cluster random sampling. Data dikumpulkan menggunakan tes esai untuk kemampuan berpikir kritis berdasarkan lima indikator Ennis (elementary clarification, basic support, inferring, advanced clarification, strategies and tactics) dan tes pilihan ganda hasil belajar berbasis Taksonomi Bloom revisi Anderson dan Krathwohl. Validitas dan reliabilitas instrumen diuji dengan Anates 4.0, memperoleh koefisien reliabilitas 0.79 dan 0.73. Analisis data menggunakan SPSS 23 meliputi uji normalitas Kolmogorov-Smirnov, uji linearitas, korelasi Pearson, dan regresi sederhana. Hasil uji prasyarat menunjukkan data terdistribusi normal (p > 0.05) dan hubungan linear signifikan (p = 0.785). Analisis korelasi menunjukkan koefisien 0.67 (p = 0.002), menandakan hubungan positif signifikan. Hasil regresi sederhana menunjukkan nilai R sebesar 0.667 dan R Square 0.763, berarti 76.3% variasi hasil belajar dipengaruhi oleh kemampuan berpikir kritis. Persamaan regresi Y = 15.321 + 0.742X mengindikasikan pengaruh signifikan berpikir kritis terhadap hasil belajar. Kesimpulannya, kemampuan berpikir kritis memiliki peran penting dalam mendukung pemahaman konsep siswa. Implikasi penelitian ini menunjukkan perlunya strategi pembelajaran yang menekankan pengembangan berpikir kritis, seperti pendekatan berbasis inkuiri dan pemecahan masalah, untuk meningkatkan kualitas hasil belajar