Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: 1) karakteristik modul  IPA berbasis PBL (Problem Based Learning) terintegrasi STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematic) untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis;  2) kelayakan  modul IPA berbasis PBL (Problem Based Learning) terintegrasi STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematic) untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis; 3) efektivitas modul IPA berbasis PBL (Problem Based Learning) terintegrasi STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematic) untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis.
Penelitian pengembangan modul IPA ini menggunakan prosedur Borg and Gall yang dimodifikasi yang terdiri 9 tahap yaitu: 1) penelitian pendahuluan dan pengumpulan informasi, 2) perencanaan produk, 3) pengembangan produk awal, 4) revisi produk pertama 5) uji coba kelompok kecil, 6) revisi terhadap produk utama, 7) uji coba pemakaian produk, 8) revisi terhadap produk akhir, 9) penyebaran produk. Analisis data yang digunakan selama pengembangan adalah analisis deskriptif kualitatif dan deskriptif kuantitatif, analisis kelayakan modul berdasarkan skor kriteria, dan analisis keefektifan modul IPA untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis melalui N-Gain score.
Hasil penelitian disimpulkan bahwa: 1) modul IPA berbasis PBL (Problem Based Learning) terintegrasi STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematic) berhasil dikembangkan pada materi sistem pernapasan manusia yang dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis. 2) modul  IPA berbasis PBL (Problem Based Learning) terintegrasi STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematic) yang dikembangkan termasuk dalam kategori sangat baik ditinjau dari segi materi, pembelajaran, media dan bahasa. 3) modul IPA berbasis PBL (Problem Based Learning) terintegrasi STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematic) yang dikembangkan efektif meningkatkan kemampuan berpikir kritis peserta didik berdasarkan hasil N-gain score pada kelas eksperimen sebesar  0,749 yang menunjukkan kategori tinggi.

Kata kunci: Modul IPA, Sistem Pernapasan Manusia, PBL, STEM, Kemampuan Berpikir Kritis.