Penelitian ini bertujuan untuk (1) mengetahui adakah perbedaan pengaruh antara penerapan model pembelajaran kooperatif tipe STAD dan GI terhadap pemahaman fisika pada materi pemanasan global, (2) mengetahui adakah perbedaan antara kemampuan kerjasama kategori tinggi dan rendah terhadap pemahaman fisika pada materi pemanasan global, dan (3) mengetahui adakah interaksi antara penerapan model pembelajaran kooperatif tipe STAD dan GI serta kemampuan kerjasama terhadap kemampuan pemahaman fisika pada materi pemanasan global. Penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif menggunakan metode eksperimen dengan design faktorial 2x2. Sampel penelitian ini yaitu kelas XG dan XJ SMA Negeri 7 Surakarta yang diambil dengan teknik cluster random sampling. Teknik pengambilan data dilakukan dengan teknik dokumentasi, observasi dan tes. Teknik analisis data menggunakan ANAVA dua jalur sel tak sama dilanjutkan dengan uji komparasi ganda menggunakan metode Scheffe’. Hasil penelitian ini yaitu: (1) terdapat perbedaan pengaruh penggunaan model pembelajaran kooperatif STAD dan GI terhadap kemampuan pemahaman fisika pada materi pemanasan global, (2) terdapat perbedaan pengaruh antara kemampuan kerjasama kategori tinggi dan kemampuan kerjasama kategori rendah terhadap kemampuan pemahaman fisika pada materi pemanasan global, (3) Tidak ada interaksi antara model pembelajaran kooperatif tipe GI dan STAD dengan kemampuan kerjasama terhadap kemampuan pemahaman fisika.