Tujuan penelitian: Penelitian tentang analisis penerapan model pembelajaran group investigation pada materi kimia unsur dan pengaruhnya terhadap kemampuan berpikir kritis siswa yang bertujuan untuk melihat pengaruh pelaksanaan model tersebut terhadap kemampuan berpikir kritis siswa kelas XII di MAN 1 Tanjung Jabung Timur. Metodologi: Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif korelasional dengan desain mix method jenis concurrent embedded. Sampel ditentukan dengan teknik purposive sampling dengan pertimbangan pakar. Instrumen penelitian berupa lembar observasi untuk keterlaksanaan model group investigation dan kemampuan berpikir kritis siswa. Analisis data dilakukan untuk melihat pengaruh keterlaksanaan model GI terhadap kemampuan berpikir kritis siswa dilakukan dengan uji Bivariate Pearson dan uji signifikansi melalui uji t. Temuan utama: Keterlaksanaan model GI dikategorikan baik, ditinjau dari guru dan siswa dengan rata-rata 78,55% dan 74,5%. Hasil uji kesamaan dua rata-rata data keterlaksanaan model oleh guru dan siswa diperoleh thitung = 0,5015 dan ttabel = 4,3. Kemampuan berpikir kritis siswa diketegorikan baik dengan rata-rata untuk dua kali pertemuan adalah 72,65%. Hasil uji korelasi antara keterlaksanaan model GI oleh siswa dengan kemampuan berpikir kritis siswa diperoleh rxy=0,710. Hasil uji normalitas dan homogenitas menunjukkan data normal dan homogen. Hasil uji signifikasi diperoleh thitung = 5,878 dan ttabel = 2,032 dengan dk =34 dan α = 0,05. Uji hipotesis menunjukkan thitung>ttabel (5,878> 2,032). Hasil Penelitian membuktikan bahwa keterlaksanaan model pembelajaran group investigation berjalan dengan baik dan terdapat pengaruh antara keterlaksanaan model pembelajaran group investigation dengan kemampuan berpikir kritis siswa pada materi kimia unsur kelas XII di MAN 1 Tanjung Jabung Timur Keterbaruan penelitian: Penelitian ini memperkuat adanya pengaruh yang signifikan antara model GI terhadap kemampuan berpikir kritis siswa, terkhusus pada pelajaran kimia.