Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui miskonsepsi siswa SMA Negeri 6 Surakarta pada konsep ekskresi manusia menggunakan Certainty of Response Index (CRI) dan menjelaskan faktor penyebab terjadinya miskonsepsi pada siswa. Metode yang digunakan adalah deskriptif kualitatif dengan jenis penelitian berupa studi kasus. Populasi pada penelitian ini adalah siswa kelas XI sebanyak 180 siswa dan sampel yang digunakan adalah sebanyak 36 siswa. Teknik sampling yang digunakan adalah purposive sampling. Teknik pengumpulan data yang digunakan berupa tes pilihan ganda beralasan disertai skala CRI, angket dan wawancara. Hasil tes dianalisis berdasarkan kategori tingkat pemahaman siswa berdasarkan pilihan jawaban, alasan dan nilai CRI. 
Uji validitas data menggunakan triangulasi metode, sedangkan analisis data dalam penelitian ini terdiri dari analisis instrumen dan analisis hasil akhir. Instrumen yang digunakan dalam penelitian dianalisis untuk mengetahui validitas, reliabilitas, tingkat kesukaran soal dan validitas oleh ahli. Uji coba dilakukan pada 20 butir soal dengan hasil sebanyak 15 soal valid dan dapat digunakan dalam penelitian dengan reliabilitas sebesar 0,744 dan termasuk kategori soal mudah, sedang, sukar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tingkat pemahaman siswa terhadap materi sistem ekskresi masuk ke dalam kategori sedang dengan apersentase paham konsep sebanyak 53,18%, tidak 
paham konsep sebanyak 12,58%, dan miskonsepsi sebanyak 34,26%. Faktor penyebab miskonsepsi siswa berupa faktor eksternal dan internal. Faktor  eksternal berasal dari sumber belajar yang kurang lengkap, sumber tidak terpercaya, penguasaan bahan ajar serta relasi guru dan siswa. Faktor internal ditinjau dari minat belajar siswa yaitu fokus siswa yang mudah terganggu sehingga tidak memerhatikan penjelasan guru. Persiapan siswa sebelum memulai pembelaaran yang kurang maksimal. Kurangnya keberanian siswa untuk bertanya perihal materi yang belum dipahami.