Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui: (1) Hubungan motivasi belajar siswa dengan kemampuan kognitif siswa. (2) Hubungan kemampuan berpikir logis dengan kemampuan kognitif siswa. (3) Hubungan motivasi belajar dan kemampuan berpikir logis siswa dengan kemampuan kognitif siswa.
Penelitian ini menggunakan metode deskriptif kuantitatif korelasional. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas VII SMP Negeri yang mempunyai tingkat kemampuan siswa yang berbeda di wilayah Surakarta Tahun Ajaran 2013/2014 dengan sampel 97 siswa. Pengambilan sampel dilakukan dengan teknik multi stage random sampling. Teknik pengumpulan data menggunakan angket dan tes. Teknik angket digunakan untuk mengungkap data motivasi belajar siswa dan kemampuan berpikir logis. Angket yang digunakan dalam penelitian telah diujicobakan untuk mengetahui validitas dan reliabilitas angket. Teknik tes digunakan untuk mendapatkan data kemampuan kognitif Fisika siswa. Teknik analisis data menggunakan analisis regresi linear ganda dengan uji prasyarat analisis meliputi uji normalitas, uji independensi, dan uji linearitas.
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: (1) Ada hubungan positif yang signifikan antara motivasi belajar siswa dengan kemampuan kognitif Fisika siswa dengan koefisien korelasi sebesar 1,74527. (2) Ada hubungan positif yang signifikan antara kemampuan berpikir logis dengan kemampuan kognitif Fisika siswa dengan koefisien korelasi sebesar 1,28160. (3)Ada hubungan positif yang signifikan antara motivasi belajar siswa dan kemampuan berpikir logis dengan kemampuan kognitif Fisika siswa kelas dengan koefisien korelasi sebesar 0,00063
Kata  kunci : Motivasi belajar, kemampuan berpikir logis, kognitif Fisika