Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh hasil belajar kognitif dan kemampuan pemecahan masalah siswa yang menggunakan pengasapan ikan di desa Banggi kabupaten Rembang dalam pembelajaran bermuatan sustainability sebagai sumber belajar materi sistem respirasi kelas XI. Pelaksanaan penelitian dilakukan pada semester genap tahun 2017/ 2018 dengan populasi penelitian yang digunakan yaitu kelas XI MIPA SMA Negeri 1 Lasem. Sampel yang digunakan yaitu kelas XI MIPA 3 sebagai kelas eksperimen dan kelas XI MIPA 4 sebagai kelas kontrol yang masing-masing berjumlah 30 orang. Tehnik pengambilan data yaitu menggunakan purposive sampling dan metode yang digunakan yaitu quasi eksperimental design dengan desain penelitian noequivalent control group design. Hasil analisis uji t dari posttest hasil belajar kognitif dan kemampuan pemecahan masalah kelas eksperimen dan kontrol adalah signifikan. Hal ini menunjukkan ada perbedaan signifikan antara hasil belajar kognitif dan kemampuan pemecahan masalah kelas eksperimen dan kontrol. Analisis data menunjukkan ada peningkatan hasil belajar kognitif kelas eksperimen sebesar 0,62 termasuk kategori sedang. Sedangkan peningkatan kemampuan pemecahan masalah kelas eksperimen sebesar 0,63 termasuk kategori sedang. Kesimpulannya bahwa penggunaan pengasapan ikan di desa Banggi kabupaten Rembang dalam pembelajaran sistem respirasi bermuatan sustainability berpengaruh terhadap hasil belajar kognitif dan kemampuan pemecahan masalah siswa SMA.