ABSTRAKPenelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kemampuan berpikir tingkattinggi siswa kelas X IPA SMA melalui penerapan model discovery learning padamateri ekosistem.Penelitian Tindakan Kelas (Classroom Action Research) yangberlangsung dalam dua siklus. Prosedur penelitian menggunakan modelspiral.Tiap siklus terdiri atas 4 tahapan yaitu perencanaan, pelaksanaan tindakan,observasi dan refleksi. Subjek penelitian adalah siswa kelas X IPA SMA yangberjumlah 32 orang. Teknik pengumpulan data melalui metode tes berupa soalessay, dan nontes berupa observasi, wawancara dan dokumentasi. Data primerkemampuan berpikir tingkat tinggi siswa dengan taksonomi Bloom yang direvisiyaitu menganalisis, mengevaluasi, dan mencipta diukur menggunakan tes essayyang disusun peneliti sesuai kecakupan setiap indikator materi ekosistem.Validitas data menggunakan metode triangulasi. Analisis data menggunakanteknik analisis deskriptif kualitatif. Target penelitian adalah peningkatan aspekkemampuan berpikir tingkat tinggi siswa =25.Peningkatan kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa ditunjukkandengan meningkatnya capaian rata-rata dari nilai aspek kemampuan berpikirtingkat tinggi siswa yaitu: 1) Aspek menganalisis dari 52,66 dengan kriteriasedang pada pratindakan menjadi 66,98 dengan kriteria sedang pada siklus I,kemudian pada siklus II menjadi 80,52 dengan kriteria tinggi, 2) Aspekmengevaluasi dari 45,83 dengan kriteria rendah pada pratindakan menjadi 64,17dengan kriteria sedang pada siklus I, kemudian pada siklus II menjadi 73,96dengan kriteria sedang, dan 3) Aspek mencipta dari 50,31 dengan kriteria sedangpada pratindakan menjadi 68,49 dengan kriteria sedang pada siklus I, kemudianpada siklus II menjadi 76,35 dengan kriteria tinggi. Hasil penelitian menunjukkanbahwa penerapan pembelajaran discovery dapat meningkatkan kemampuanberpikir tingkat tinggi siswa dari pratindakan, siklus I dan siklus II. Nilai tesmasing-masing aspek berpikir tingkat tinggi, yaitu: 1) Aspek menganalisismeningkat sebesar 27,86 dari pratindakan 2) Aspek mengevaluasi  meningkatsebesar 28,13 dari pratindakan, dan 3) Aspek mencipta meningkat sebesar 26,04dari pratindakan. Kesimpulan penelitian ini adalah penerapan discovery learningdapat meningkatkan sebesar =25 kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa kelas XIPA SMA. Kata Kunci: Kemampuan berpikir tingkat tinggi, discovery learning