Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh model pembelajaran Problem Based Learning dengan pendekatan science, technology, engineering, art, and mathematics (PBL-STEAM) berbantu media smart box terhadap literasi sains siswa SMP. Literasi sains penting untuk diajarkan karena menjadi salah satu indikator suatu negara mampu bersaing dalam skala internasional dalam bidang sains dan teknologi. Penelitian ini secara utuh menggabungkan antara model, pendekatan dan media yang dirancang peneliti untuk meningkatkan literasi sains siswa SMP dengan menggunakan indikator PISA 2025 pada materi ekologi dan dinamikanya terhadap pencemaran dan perubahan iklim. Penelitian ini merupakan kuasi eksperimen pretest-posttest control group design. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas VII SMP Negeri 4 Karanganyar pada tahun ajaran 2024/2025. Teknik pengambilan sampel yang digunakan adalah cluster random sampling. Kelas VII F terpilih sebagai kelas kontrol dengan model direct instruction dan kelas VII H terpilih menjadi kelas eksperimen dengan model PBL -STEAM berbantu media smart box. Pengumpulan data dilakukan dengan teknik tes berupa tes literasi sains dengan menggunakan aspek dan kompetensi PISA 2025. Analisis data menggunakan uji independent sampel t test dengan taraf signifikan 0,05. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa penerapan model berpengaruh signifikan terhadap literasi sains dengan hasil nilai signifikansi (0,00 < 0>smart box memfasilitasi literasi sains.