Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan karakteristik hasil belajar siswa pada materi vektor ketika diterapkan pembelajaran berbasis visual. Penelitian menggunakan pendekatan kualitatif deskriptif dengan desain studi kasus pada 30 siswa kelas X SMA Data dikumpulkan melalui tes hasil belajar vektor, observasi aktivitas belajar, dan wawancara semi‑terstruktur. Hasil menunjukkan bahwa pembelajaran berbasis visual (diagram vektor, animasi, GeoGebra, dan modul visual) meningkatkan rerata skor dari 58,2 pada pre‑test menjadi 82,4 pada post‑test, dengan persentase ketuntasan klasikal naik dari 43,3% menjadi 86,7%. Analisis jawaban uraian menunjukkan pergeseran dari pemahaman prosedural ke pemahaman konseptual, serta peningkatan kemampuan visualisasi spasial. Implikasinya, pembelajaran vektor sebaiknya dirancang secara visual dan bertahap dengan scaffolding untuk membantu siswa membangun konsep vektor secara utuh.