Penilaian keterampilan berpikir kritis pada mata pelajaran kimia melalui instrumen berkonteks kimia dinilai lebih akurat mencerminkan berpikir kritis peserta didik dalam konteks kesetimbangan kimia dibandingkan penilaian berpikir kritis komersial yang sering kali bersifat umum. Tujuan penelitian ini adalah (1) Menguji kelayakan instrumen berbasis kerangka kerja tes DOT untuk dapat mengukur keterampilan berpikir kritis peserta didik pada materi kesetimbangan kimia kelas XI di SMA N 1 Karanganyar, (2) Menganalisis profil keterampilan berpikir kritis peserta didik pada materi kesetimbangan kimia menggunakan instrumen berbasis kerangka kerja tes DOT kelas XI di SMA N 1 Karanganyar. Penelitian ini menggunakan desain penelitian deskriptif kualitatif. Teknik pengambilan sampel dilakukan dengan purposive sampling. Teknik pengumpulan data meliputi hasil tes dan wawancara. Hasil penelitian ini yaitu (1) Instrumen berbasis kerangka kerja tes DOT layak digunakan untuk mengukur keterampilan berpikir kritis peserta didik pada materi kesetimbangan kimia kelas XI di SMA N 1 Karanganyar yang termasuk dalam kategori tinggi, yaitu dengan rata-rata persentase sebesar 72,02%, (2) Berdasarkan hasil tes, profil keterampilan berpikir kritis peserta didik pada tiap indikator dapat diketahui, indikator membuat asumsi memiliki capaian sebesar 73,54% (tinggi), mengembangkan hipotesis sebesar 52,78% (sedang), menguji hipotesis sebesar 82,78% (sangat tinggi), menarik kesimpulan sebesar 71,11% (tinggi), dan menganalisis argumen sebesar 79,89% (tinggi). Dari penelitian ini, capaian keterampilan berpikir kritis peserta didik yang tinggi memiliki hubungan erat dengan aktivitas pembelajaran yang dilakukan guru di dalam kelas sehingga peneliti berharap guru mampu mempertahankan pembelajaran yang dapat mengasah keterampilan berpikir kritis peserta didik.