Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh model pembelajaran STEM-PBL dengan pendekatan deep learning berbantuan media game edukasi 'Stoichiquest' terhadap peningkatan hasil belajar siswa pada materi stoikiometri. Penelitian ini dilakukan dengan metode quasi experiment dengan desain nonequivalent control group design. Populasi penelitian adalah seluruh siswa kelas X yang berjumlah 360 siswa. Pengambilan sampel menggunakan teknik cluster random sampling yang menghasilkan 2 kelas terpilih sebagai kelas kontrol dan kelas eksperimen yang masing-masing berjumlah 36 siswa. Kelas eksperimen memperoleh pembelajaran STEM-PBL dengan pendekatan deep learning berbantuan media game 'Stoichiquest', sedangkan kelas kontrol memperoleh pembelajaran dengan sintaks yang sama tanpa bantuan media game, tetapi menggunakan media Power Point (PPT). Instrumen yang digunakan adalah tes pilihan ganda sebanyak 10 soal. Berdasarkan analisis deskriptif, rata-rata nilai pretest kelas eksperimen dan kelas kontrol relatif setara, yaitu 46,67 dan 45,28. Setelah perlakuan, rata-rata nilai posttest hasil belajar siswa kelas eksperimen lebih tinggi daripada kelas kontrol, yaitu 87,78 berbanding 80,83. Uji hipotesis menggunakan Analysis of Covariance (ANCOVA) menunjukkan nilai signifikansi 0,010 (< 0>