Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keefektifan strategi PBL terhadap keterampilan proses sains dasar dan kemampuan analisis siswa pada materi keanekaragaman hayati di kelas X SMA Negeri 2 Unaaha. Jenis penelitian ini yaitu penelitian eksperimen semu menggunakan Nonequivalent Control Group Design. Populasi penelitian adalah seluruh siswa kelas X SMA Negeri 2 Unaaha tahun ajaran 2020/2021. Sampel penelitian terdiri dari dua kelas yaitu kelas X MIPA 1 sebagai kelas strategi PBL dan kelas X MIPA 2 sebagai kelas strategi pembelajaran langsung. Pengambilan data pada kedua kelas tersebut dilakukan secara daring. Instrumen penelitian yang digunakan yaitu tes essay. Teknik analisis data yang digunakan adalah analisis deskriptif dan analisis inferensial. Hasil analisis deskriptif menunjukkan bahwa baik nilai rata-rata keterampilan proses sains dasar maupun kemampuan analisis siswa kelas PBL lebih tinggi dibandingkan dengan kelas pembelajaran langsung. Hasil uji hipotesis keterampilan proses sains dasar memperoleh nilai thit > ttabel yakni 2,54 > 2,02 dan kemampuan analisis siswa memperoleh nilai thit > ttabel yakni 2,49 > 2,02, sehingga terima H1 dan tolak H0. Sehingga dapat disimpulkan strategi PBL efektif digunakan untuk meningkatkan keterampilan proses sains dasar dan kemampuan analisis siswa pada materi keanekaragaman hayati di kelas X SMA Negeri 2 Unaaha.