Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh model pembelajaran discovery learning dan number head together terhadap aktivitas, motivasi dan hasil belajar siswa. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen semu (quasi experimental design). Adapun desain yang digunakan pada penelitian ini adalah pretest-posttest control group design. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas X MIPA Tahun Pelajaran 2017/2018 di SMA Negeri 3 Samarinda yang berjumlah 286 siswa, dengan sampel yang terdiri dari 3 kelas yakni X MIPA 1 sebagai kelas eksperimen 1 (dengan model discovery learning DL), kelas X MIPA 2 sebagai kelas eksperimen 2 (dengan model number head together NHT) dan kelas X MIPA 3 sebagai kelas control (dengan model konvensional). Instrument dalam penelitian ini berupa lembar observasi, angket dan soal pre-test dan post-test. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) Ada pengaruh model pembelajaran DL terhadap Aktivitas Belajar siswa kelas X SMAN 3 Samarinda. Pengaruh Model DL bersifat positif terhadap tingginya aktivitas belajar siswa. (2) Ada pengaruh model Pembelajaran NHT terhadap aktivitas belajar siswa kelas X SMAN 3 Samarinda. Model NHT berpengaruh positif terhadap aktivtas belajar siswa. (3) Ada pengaruh model pembelajaran DL terhadap Motivasi Belajar siswa kelas X SMAN 3 Samarinda. Pengaruh Model DL bersifat positif terhadap tingginya motivasi belajar siswa. (4) Ada pengaruh model Pembelajaran NHT terhadap motivasi belajar siswa kelas X SMAN 3 Samarinda. Model NHT berpengaruh positif terhadap motivasi belajar siswa. (5) Ada pengaruh model pembelajaran DL terhadap Hasil Belajar siswa kelas X SMAN 3 Samarinda. Pengaruh Model DL bersifat positif terhadap nilai hasil belajar siswa. (6) Ada pengaruh model Pembelajaran NHT terhadap hasil belajar siswa kelas X SMAN 3 Samarinda. Model NHT berpengaruh positif terhadap nilai hasil belajar siswa.