Keterkaitan yang erat antara kemampuan berpikir kritis dan motivasi belajar belum tercermin pada praktik pembelajaran, di mana kemampuan berpikir kritis matematis dan motivasi belajar siswa masih menjadi tantangan. Tujuan penelitian ini yaitu meningkatkan kemampuan berpikir kritis matematis dan motivasi belajar siswa melalui implementasi model Teams Games Tournament (TGT) dengan Culturally Responsive Teaching (CRT). Penelitian ini dikategorikan sebagai penelitian tindakan kelas yang prosesnya berulang melalui bentuk siklus. Penelitian ini bertempat di SMA Islam Sultan Agung Islam 3 Semarang pada bulan September hingga November 2024. Subjek penelitian ini adalah 29 siswa kelas XI-2 sebagai penerima tindakan. Metode pengumpulan data yang digunakan adalah observasi, angket, dan tes. Teknik analisis data menggunakan analisis deskriptif kualitatif. Setiap siklus pada penelitian ini memberikan hasil skor kemampuan berpikir kritis dan motivasi belajar yang meningkat. Pada kemampuan berpikir kritis, skor indikator kemampuan interpretasi meningkat dari 38% menjadi 79%, kemampuan analisis meningkat dari 41% menjadi 76%, kemampuan evaluasi dan inferensi meningkat dari 38% menjadi 83%, kemampuan eksplanasi meningkat dari 34% menjadi 76%, dan kemampuan pengaturan diri meningkat dari 31% menjadi 76%. Pada motivasi belajar sebanyak 75.86% siswa mencapai kategori tinggi. Penelitian tindakan kelas dengan menerapkan model TGT dengan CRT dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis matematis dan motivasi belajar siswa.