Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui hubungan kausal antara: I) motivasi internal dan hasil belajar kognitif pada mata pelajaran biologi, 2) motivasi internal dan kesiapan belajar pada mata pelajaran biologi, 3) kesiapan belajar dan hasil belajar kognitif mata pelajaran biologi, 4) motivasi internal dengan hasil belajar kognitif melalui kesiapan belajar siswa pada mata pelajaran biologi.
Penelitian ini merupakan penelitian korelasional. Populasi adalah seluruh siswa SMA Negeri 1 Cawas tahun pelajaran 2011/2012. Sampel diambil dengan teknik stratified random sampling dengan jumlah 100 siswa. Teknik pengumpulan data hasil belajar kognitif menggunakan metode dokumentasi, sedangkan motivasi internal dan kesiapan belajar diukur dengan angket. Teknik analisis yang digunakan adalah statistik analisis jalur (path analysis) melalui analisis regresi dengan SPSS 16.
Hasil penelitian ini adalah 1) terdapat hubungan kausal antara motivasi internal dengan hasil belajar kognitif siswa pada mata pelajaran biologi, 2) terdapat hubungan  kausal antara motivasi internal dengan kesiapan belajar pada mata pelajaran biologi, 3) terdapat hubungan kausal antara kesiapan belajar dengan hasil belajar kognitif siswa pada mata pelajaran biologi, 4) terdapat hubungan kausal antara motivasi internal dengan hasil belajar kognitif melalui kesiapan belajar siswa pada mata pelajaran biologi. Hubungan kausal dari keempat hipotesis tersebut bernilai positif dan signifikan. Penelitian ini menunjukkan bahwa kesiapan belajar merupakan variabel intervening antara motivasi internal dan hasil belajar kognitif.

Kata kunci : hubungan motivasi internal, kesiapan belajar, hasil belajar kognitif biologi, analisis jalur path analysis