Latar belakang dari penelitian ini adalah siswa kurang terlibat aktif dalam kegiatan belajar mengajar dan masih rendah pada tingkatan keterampilan proses sains serta siswa cenderung menerima pelajaran langsung dari guru dibandingkan siswa memcari sendiri. Hal ini dikarenakan guru lebih sering menggunakan pembelajaran secara konvensional dibandingkan dengan model pembelajaran yang bersifat diskusi atau game. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis penerapan model pembelajaran free inquiry terhadap keterampilan proses sains pada materi pencemaran lingkungan di kelas X SMA Negeri 1 Kadugede. Penelitian ini dirancang dengan menggunakan desain Nonequivalent Control Group Design. Populasi penelitian ini adalah kelas X SMA Negeri 1 Kadugede tahun ajaran 2015/2016. Pengambilan sampel menggunakan teknik Cluster Random Sampling. Sampel yang digunakan dalam penelitian yaitu kelas X1 sebagai kelas kontrol dan kelas X2 sebagai kelas eksperimen. Instrumen berupa tes uraian dan angket. Hasil uji t p 0,05 yaitu, 0,000 signifikan 0,05, hal ini menunjukan H1 diterima, karena probabilitas ( sig ) 0,05 maka Ho ditolak, artinya ada perbedaan kemampuan akhir antara kelas eksperimen dan kelas kontrol, atau adanya pengaruh penerapan model pembelajaran free inquiry terhadap keterampilan proses sains siswa pada materi pencemaran lingkungan di kelas X SMA Negeri 1 Kadugede.Kata kunci : Model pembelajaran free inquiry, keterampilan proses sains