Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui apakah model pembelajaran think pair share dengan pendekatan problem based learning efektif ditinjau dari kemampuan berfikir kritis siswa. Penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif yang bersifat eksperimen semu dengan desain penelitian berupa pretest-posttest control group design. Sampel penelitian adalah siswa kelas X MIPA MAN Salatiga tahun pelajaran 2018/2019. Pengambilan data dilakukan dengan menggunakan soal tes kemampuan berfikir kritis materi vektor yang terdiri dari 5 butir soal. Adapun hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) hasil uji one sample t test rata-rata siswa yang mendapat pembelajaran dengan menggunakan model think pair share dengan pendekatan problem based learning telah mencapai nilai Kriteria Ketuntasan Minimal (KKM), yaitu sebesar 76,06, (2) hasil uji independent sample t test rata-rata kemampuan berfikir kritis siswa diperoleh nilai sebesar 0,006, (3) rata-rata skor N-Gain kemampuan berfikir kritis siswa yang mendapat pembelajaran dengan menggunakan model think pair share dengan pendekatan problem based learning sebesar 0,63 sedangkan siswa yang mendapat pembelajaran konvensional hanya sebesar 0,50. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa model pembelajaran think pair share dengan pendekatan problem based learning efektif ditinjau dari kemampuan berfikir kritis siswa kelas X MIPA MAN Salatiga tahun 2018/2019.