Kemampuan berpikir kritis adalah salah satu kemampuan abad-21 yang penting bagi peserta didik, khususnya dalam belajar kimia. Penelitian ini dilatarbelakangi oleh masih rendahnya kemampuan berpikir kritis yang dibuktikan dengan hasil uji pendahuluan di SMA N 1 Surakarta, SMA N 5 Surakarta dan SMA Batik 2 Surakarta, diperoleh nilai rata-rata berpikir kritis berturut-turut 36,33%; 26,62% dan 26,25% yang ketiganya termasuk kategori rendah. Hasil analisis kebutuhan melalui wawancara guru dan angket peserta didik menunjukkan adanya anggapan bahwa kimia adalah materi yang sulit dan belum ada penggunaan e-modul dalam pembelajaran kimia.  Sehingga, perlu adanya pengembangan e-modul untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis. Penelitian ini bertujuan untuk: 1) menguji kelayakan e-modul dengan pendekatan STEM-PBL pada materi kesetmbangan kelarutan, dan 2) menguji efektivitas e-modul dengan pendekatan STEM-PBL untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis pada materi kesetimbangan kelarutan.
    Penelitian pengembangan e-modul kimia ini menggunakan model Borg and Gall yang dimodifikasi menjadi 9 langkah yaitu : 1) penelitian pendahuluan dan pengumpulan informasi, 2) perencanaan, merumuskan tujuan penelitian, memperkirakan waktu yang diperlukan, dan prosedur kerja penelitian, 3) mengembangkan bentuk awal dan memvalidasi produk, 4) Uji coba lapangan awal, 5) revisi produk utama, 6) uji coba lapangan utama, 7) revisi produk operasional, 8) uji lapangan operasional, 9) revisi produk akhir. Uji kelayakan e-modul menggunakan angket respon dan dianalisis dengan teknik persentase. Sedangkan, uji efektivitas menggunakan soal uraian pretest-posttest  yang dianalisis dengan uji N-gain score.
    Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: 1) hasil uji kelayakan e-modul pada lapangan awal, utama dan operasional mendapatkan skor rata-rata berturut turut: 69,78 % (Baik); 80,06 % ( Baik) dan 81,02% (Sangat Baik) berdasarkan kelayakan materi, bahasa, penyajian dan kemenarikan, sehingga layak diaplikasikan dalam pembelajaran; 2) hasil uji efektivitas penerapan e-modul pada kelas eksperimen di SMA N 1 Surakarta dan SMA Batik 2 Surakarta mendapatkan nilai % N-gain score berturut – turut adalah 68,9 % (Cukup efektif) dan 45,68% (Kurang efektif).

Kata kunci: e-modul, pendekatan STEM, model PBL, kemampuan berpikir kritis, kesetimbangan kelarutan.