Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan kemampuan berpikir kritis matematis mahasiswa calon guru matematika menggunakan soal limit fungsi berbasis HOTS. Aspek-aspek kemampuan yang dianalisis meliputi: (1) menggeneralisasi masalah, (2) mengidentifikasi masalah, (3) merumuskan masalah ke dalam model matematika, (4) mendeduksi dengan menggunakan prinsip serta memberikan kesimpulan dari permasalahan, dan (5) memberikan penjelasan lanjut. Penelitian ini adalah penelitian deskriptif kualitatif yang melibatkan sembilan mahasiswa Program Studi Pendidikan Matematika FKIP Universitas Ahmad Dahlan Kelas B Tahun Akademik 2019/2020 sebagai subjek. Pengumpulan data dilakukan menggunakan tes berpikir kritis matematis dan wawancara tak terstruktur pada materi limit fungsi. Data dianalisis dengan melakukan reduksi data, menyajikan data, dan menarik simpulan atau verifikasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) sebagian mahasiswa mampu menggeneralisasi dan mengidentifikasi masalah pembuktian limit fungsi dua pihak, namun masih banyak yang belum mampu merumuskan masalah ke dalam model matematika; (2) sebagian mahasiswa mampu menggeneralisasi dan mengidentifikasi masalah pembuktian limit fungsi satu pihak, namun masih banyak yang belum mampu memahami konsep dasar limit fungsi satu pihak dan merumuskan masalah ke dalam model matematika; (3) banyak mahasiswa yang mampu menyelesaikan masalah non pembuktian, menerapkan prosedur dan menarik simpulan pemecahan masalah, namun hanya sebagian mahasiswa yang mampu menyelesaikan masalah pembuktian limit fungsi satu pihak, melakukan generalisasi, dan menggunakan simbol dengan tepat.