Penelitian ini bertujuan untuk membuktikan pengaruh model pembelajaran STEM-PjBL berbantuan media ChemDraw terhadap (1) keterampilan berpikir kritis, (2) hasil belajar, serta (3) keterampilan berpikir kritis dan hasil belajar siswa SMA pada materi ikatan kimia. Penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif yang bersifat eksperimen semu dengan menggunakan desain penelitian pretest-posttest control group design. Populasi penelitian ini adalah siswa kelas X SMAN 8 Surakarta Tahun Ajaran 2025/2026 yang berjumlah 6 kelas. Sampel penelitian adalah 2 kelas yang diambil menggunakan cluster random sampling, yaitu 1 kelas kontrol dan 1 kelas eksperimen. Teknik pengumpulan data menggunakan metode tes (pretest dan posttest). Hasil penelitian ini adalah (1) Model STEM-PjBL berbantuan ChemDraw berpengaruh terhadap keterampilan berpikir kritis pada materi ikatan kimia kelas X SMAN 8 Surakarta dibuktikan dari uji test between-subjects effects dihasilkan nilai sig < 0,05 yaitu 0,000, (2) Model STEM-PjBL berbantuan ChemDraw berpengaruh terhadap hasil belajar siswa pada materi ikatan kimia kelas X SMAN 8 Surakarta dibuktikan dari uji test between-subjects effects dihasilkan nilai sig < 0,05 yaitu 0,000, (3) Model STEM-PjBL berbantuan ChemDraw berpengaruh terhadap keterampilan berpikir kritis dan hasil belajar siswa pada materi ikatan kimia kelas X SMAN 8 Surakarta dibuktikan dari uji Mulrivariate Analysis of Variance (MANOVA) dihasilkan nilai sig < 0,05 yaitu 0,000. Penelitian ini memberikan kontribusi kepada guru dalam memberikan eksplorasi penggunaan model, media, dan mengintegrasikan teknologi digital pada pembelajaran, serta peningkatan keterampilan berpikir kritis dan hasil belajar siswa.