Penelitian ini bertujuan untuk (1) menganalisis pengaruh model Problem Based Learning dengan pendekatan STEAM terhadap hasil belajar (2) menganalisis pengaruh pembelajaran menggunakan model Problem Based Learning dengan pendekatan STEAM terhadap keterampilan berpikir tingkat tinggi (3) menganalisis pengaruh pembelajaran menggunakan model Problem Based Learning dengan pendekatan STEAM terhadap hasil belajar dan keterampilan berpikir tingkat tinggi. Penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif dengan pendekatan quasi eksperimen dengan desain pretes postes grup kontrol. Teknik pengambilan sampel dilakukan dengan purposive sampling. Pengumpulan data dilakukan dengan observasi, tes dan dokumentasi. Teknik uji validitas yang digunakan adalah validitas isi dengan formula Gregory. Analisis data hasil belajar berdasarkan ranah kognitif Bloom revisi dan keterampilan berpikir tingkat tinggi berdasakan ranah kognitif Brookhart. Hasil penelitian ini adalah terdapat perbedaan pengaruh model Problem Based Learning dengan pendekatan STEAM terhadap hasil belajar ranah pengetahuan peserta didik SMA Negeri 1 Kebakkramat pada materi kelarutan dan hasil kali kelarutan dengan indikator mengingat (100%), memahami (90,9%), menerapkan (87,49%), menganalisis (63,64%), mengevaluasi (60,69%), mencipta (66,91%). Terdapat perbedaan pengaruh model Problem Based Learning dengan pendekatan STEAM terhadap keterampilan berpikir tingkat tinggi peserta didik SMA Negeri 1 Kebakkramat pada materi kimia yang telah diajarkan dengan indikator menganalisis (96,99%), mengevaluasi (76,18%), mencipta (100%), penalaran &logika ( 86,94%), pengambilan keputusan (77,47%), pemecahan masalah (58,76%), dan berpikir kreatif (70,59%). Terdapat perbedaan pengaruh model Problem Based Learning dengan pendekatan STEAM terhadap keterampilan berpikir tingkat tinggi dan hasil belajar pada materi kelarutan dan hasil kali kelarutan berdasarkan hasil uji Mann-Whitney yang menunjukkan nilai signifikansi pretest-postest < 0,05 terdapat hubungan positif antara keterampilan berpikir tingkat tinggi dan hasil belajar, semakin tinggi keterampilan berpikir tingkat tinggi siswa, maka semakin tinggi pula hasil belajar yang dicapai.