Tujuan penelitian ini untuk meningkatkan kemampuan pemahaman konsep zat tunggal dan campuran melalui penerapan model pembelajaran Two Stay Two Stray pada peserta didik kelas V SD Negeri III Slogohimo Tahun 2018/2019. Penelitian ini dilaksanakan dalam dua siklus, setiap siklus dilaksanakan dalam 2 pertemuan. Subyek dari penelitian ini adalah guru kelas dan peserta didik kelas V SD Negeri III Slogohimo tahun 2018/2019 yang berjumlah 32 peserta didik. Penelitian ini menggunakan teknik wawancara, observasi, tes, dan dokumentasi. Analisis data penelitian ini yaitu deskriptif komparatif dan analisis yang terdiri dari pengumpulan data, reduksi data, penyajian data, dan penarikan kesimpulan. Teknik validitas data menggunakan, triangulasi sumber dan triangulasi teknik.
Data yang diperoleh dalam penelitian ini menunjukkan peningkatan kemampuan pemahaman konsep zat tunggal dan campuran pada setiap siklus. Data dari hasil pratindakan yaitu 6,35%, pada siklus I diperoleh hasil ketuntasan klasikal pada kelas tersebut yaitu 46,9%, kemudian pada siklus II sebesar 90,6%.
Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa penerapan model pembelajaran  Two Stay Two Stray dapat meningkatkan kemampuan pemahaman konsep zat tunggal dan campuran pada peserta didik kelas V SD Negeri III Slogohimo Tahun 2018/2019.
Kata kunci: Two Stay Two Stray, pemahaman konsep, zat tunggal dan campuran