Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis: (1) pengaruh model pembelajaran POGIL (Process Oriented Guided Inquiry Learning) berpendekatan SETS terhadap literasi kimia siswa, (2) pengaruh model pembelajaran POGIL (Process Oriented Guided Inquiry Learning) berpendekatan SETS keterampilan terhadap proses sains siswa, ( 3) pengaruh model pembelajaran POGIL (Process Oriented Guided Inquiry Learning) pendekatan SETS terhadap literasi kimia dan keterampilan proses sains siswa. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen semu dengan desain penelitian Nonequivalent Control Group Design. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh kelas XI MIPA di SMA Negeri Gondangrejo sebanyak 4 kelas yang berjumlah 143 siswa. Sampel yang digunakan adalah siswa kelas XI MIPA 1 yang berjumlah 35 sebagai kelas eksperimen dan siswa kelas XI MIPA 2 yang berjumlah 36 sebagai kelas kontrol. Teknik pengambilan sampel menggunakan cluster random sampling. Pengumpulan data menggunakan soal literasi pretest-posttest untuk mengukur literasi kimia dan lembar observasi untuk mengukur keterampilan proses sains siswa melalui praktikum. Hasil penelitian ini menunjukkan: 1) terdapat pengaruh yang signifikan model pembelajaran POGIL berpendekatan SETS terhadap literasi kimia dimana persentase literasi kimia berdasarkan indikator literasi kimia pada kelas eksperimen mencapai 79,90% sedangkan kelas kontrol mencapai 62,53%, dan berdasarkan perhitungan N-gain score pada kelas eksperimen dan kelas kontrol diperoleh hasil berturut-turut 0,70 dengan kategori tinggi dan 0,32 dengan kategori sedang; 2) terdapat pengaruh model POGIL berpendekatan SETS terdapat keterampilan proses sains siswa dimana persentase Keterampilan Proses Sains pada kelas eksperimen dan kelas kontrol berturut-turut yaitu 91,61% dengan kategori sangat baik dan 82,37% dengan kategori sangat baik; 3) terdapat pengaruh yang signifikan model pembelajaran POGIL (Process Oriented Guided Inquiry Learning) berpendekatan SETS terhadap literasi kimia dan keterampilan proses sains siswa secara simultan yang dibuktikan dengan hasil signifikansi pada uji MANOVA sebesar 0,000<0>