Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: (1) pengaruh model problem based learning berbasis socio-scientific issues terhadap kemampuan pemecahan masalah, (2) pengaruh model problem based learning berbasis socio-scientific issues terhadap hasil belajar kognitif, serta (3) pengaruh model problem based learning berbasis socio-scientific issues terhadap kemampuan pemecahan masalah dan hasil belajar kognitif. Metode penelitian menggunakan metode quasi experiment dengan pretest-posttest control group design. Populasi penelitian adalah seluruh siswa kelas X SMA Islam 1 Surakarta. Teknik pengambilan sampel dengan cluster random sampling, sehingga terpilih kelas X-1 sebagai kelas ekperimen sejumlah 29 siswa dan kelas X-2 sebagai kelas kontrol sejumlah 32 siswa. Pengumpulan data menggunakan data tes dan nontes. Analisis data dengan uji prasyarat, uji N-Gain, dan uji hipotesis menggunakan uji Mann-Whitney dan uji Kruskal-Wallis. Hasil penelitian menunjukkan: (1) Ada pengaruh model problem based learning berbasis socio-scientific issues terhadap kemampuan pemecahan masalah pada materi struktur atom-keunggulan nanomaterial dari uji Mann-Whitney menunjukkan nilai Asymp Sig. (2 tailed) 0,000 < 0>1 diterima serta nilai uji N-Gain sebesar 0,64 dengan persentase 63,75% artinya cukup efektif meningkatkan kemampuan pemecahan masalah. (2) Ada pengaruh model problem based learning berbasis socio-scientific issues terhadap hasil belajar kognitif pada materi struktur atom-keunggulan nanomaterial dari uji Mann-Whitney menunjukkan nilai Asymp Sig. (2 tailed) 0,000 < 0>1 diterima serta nilai uji N-Gain sebesar 0,61 dengan persentase 61,21% artinya cukup efektif meningkatkan hasil belajar kognitif. (3) Ada pengaruh model problem based learning berbasis socio-scientific issues terhadap kemampuan pemecahan masalah dan hasil belajar kognitif dari uji Kruskal-Wallis memiliki Sig. 0,000 ≤ 0,05 sehingga H1 diterima.