Pembelajaran IPA banyak menyajikan masalah-masalah yang ada dikehidupan sehari-hari misalkan peristiwa pencemaran lingkungan. Setiap orang membutuhkan keterampilan berpikir tingkat tinggi untuk menghadapi setiap masalah dengan baik. Salah satu bentuk keterampilan berpikir tingkat tinggi adalah keterampilan berpikir kritis. Model yang dapat melatih keterampilan berpikir kritis adalah model discovery learning. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui pengaruh model discovery learning terhadap keterampilan berpikir kritis siswa SMP pada materi pencemaran lingkungan. Jenis penelitian ini adalah quasi experimental dengan desain Posttest-only Nonequivalent Control Group Design. Populasi penelitian ini adalah semua kelas VII SMPN 4 Praya Tengah Tahun Pelajaran 2014/2015 yang terdiri atas 2 kelas. Sampel diambil dengan tekhnik sampling jenuh sehingga semua populasi dijadikan sampel. Data hasil penelitian dianalisis menggunakan uji-t pada taraf signifikansi 5 % dengan bantuan SPSS 16.0 For Windows. Hasil analisis diperoleh nilai signifikan data keterampilan berpikir kritis sebesar 0,034. Hal ini menunjukkan bahwa ada pengaruh model discovery learning terhadap keterampilan berpikir kritis siswa pada materi pencemaran lingkungan.