Abstract: This study aims to measure the effectiveness of MLM-STEM on temperature and heat materials on students' critical thinking skills. The research method used in this study is a quantitative method with a quasi-experimental design. Research data were analyzed using normalized average gain, t-test, and effect size. Based on the analysis conducted, it is known that (1) the critical thinking skills in the experimental class are in the high category, while in the control class they are in the moderate category, (2) the critical thinking skills of the experimental class students using MLM-STEM are higher than the control class using electronic textbooks, (3) there is a significant difference between the improvement of critical thinking skills in the experimental class and the control class, and (4) students respond positively to the use of MLM-STEM in learning. Therefore, it can be said that MLM-STEM is a solution to improve students' critical thinking skills. Keywords: multimedia learning modules, STEM, critical thinking. Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk mengukur efetktivitas dari MLM-STEM pada materi suhu dan kalor terhadap keterampilan berpikir kritis siswa. Metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah metode kuantitatif dengan desain quasi eksperimental. Data penelitian dianalisis menggunakan rata-rata gain yang dinormalisasi, uji-t, dan effect size. Berdasarkan analisis yang dilakukan diketahui bahwa (1) keterampilan berpikir kritis pada kelas eksperimen berkategori tinggi, sedangkan pada kelas kontrol berkategori sedang, (2) keterampilan berpikir kritis siswa kelas eksperimen yang menggunakan MLM-STEM lebih tinggi dibandingkan dengan kelas kontrol yang menggunakan buku ajar elektronik, (3) terdapat perbedaan yang signifikan antara peningkatan keterampilan berpikir kritis kelas eksperimen dan kelas kontrol, dan (4) siswa memberi respon positif terhadap penggunaan MLM-STEM dalam pembelajaran. Sehingga dapat dikatakan bahwa MLM-STEM menjadi solusi untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa Kata kunci: modul pembelajaran multimedia, STEM, berpikir kritis.DOI http://dx.doi.org/10.23960/jpmipa/v23i2.pp393-405