Penelitian ini diarahkan untuk mengkaji efektivitas dan dampak implementasi problem-based learning bantuan miniatur lapisan tanah terhadapat kemampuan berpikir analitis siswa. Lokasi kajian ini dilaksanakan di SMA Negeri 1 Sawan dengan focus pada kelas X. Metode Desain penelitian dirancang menggunakan quasi eksperimen dengan nonnequivalent control group design. Kelas eksperimen (Kelas X IPS D) dan kelas kontrol (Kelas X IPS C) dipilih secara acak sederhana dari pasangan-pasangan kelas yang setara berdasarkan hasil uji keseteraan. Teknik pengumpulan data melalui observasi dan tes. Instrumen mencangkup berupa lembar observasi dan tes esai kemampuan berpikir analitis yang divalidasi dengan formula Gregory, analisis data efektivitas dengan teknik N-Gain Score, dan uji pengaruh problem-based learning berbantuan miniatur lapisan tanah memakai Uji T. Temuan studi membuktikan bahwa implemantasi PBL berbantuan miniatur lapisan tanah tergolong dalam kriteria “sangat baik” (89,135). Hasil Gsn yang dicapai kelompok perlakuan (0,77) dan kelompok tanpa perlakuan (0,29) dari hasil nilai Gsn membuktikan bahwa PBL berbantuan miniatur lapisan tanah efektif mengembangkan berpikir analitis pelajar. PBL bantuan miniatur lapisan tanah berpengaruh secara signifikan dengan nilai t = 6,415 dan sig 0,000 < p= 0,005). Dari temuan penelitian ini, merekomendasikan problem-based learningberbantuan miniatur lapisan tanah layak diterapkan guna mengembangkan daya pikir analitis dalam belajar geografi di tingkat SMA.