Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: (1) pengaruh model pembelajaran problem solving secara algoritmik dan heuristik terhadap prestasi belajar siswa, (2) pengaruh kemampuan matematika terhadap prestasi belajar siswa, (3) interaksi model pembelajaran problem solving secara algoritmik dan heuristik dengan kemampuan matematika terhadap prestasi belajar siswa.Subjek penelitian ini adalah siswa kelas XI IPA 2 dan kelas XI IPA 3 SMA Negeri Gondangrejo Karanganyar tahun pelajaran 2015/2016 yang diambil dengan teknik cluster random sampling. Analisis data penelitian ini menggunakan uji Anava Dua Jalan dengan faktor 2x2.Dari hasil penelitian diperoleh kesimpulan sebagai berikut: (1) tidak ada pengaruh model pembelajaran problem solving secara algoritmik dan heuristik terhadap prestasi belajar siswa pada aspek kognitif dan afektif, (2) ada pengaruh kemampuan matematika terhadap prestasi belajar aspek kognitif,sedangkan pada aspek afektif tidak ada pengaruh kemampuan matematika terhadap prestasi belajar siswa, (3) ada interaksi antara model pembelajaran problem solving secara algoritmik dan heuristik dengan kemampuan matematika terhadap prestasi belajar kognitif siswa, sedangkan pada prestasi belajar afektif siswa tidak ada interaksi antara model pembelajaran problem solving secara algoritmik dan heuristik dengan kemampuan matematika.Kata Kunci : Problem solving, algoritmik, heuristik, kemampuan matematika, prestasi belajar