Literasi sains merupakan instrument bagi siswa guna melatih kemampuan berpikir ilmiah siswa dalam usaha mengatasi masalah dalam kehidupan sehari-hari. Penggunaan model discovery learning mampu meningkatkan kemampuan literasi sains. Kemampuan literasi sains dapat dikembangkan atau dimunculkan pada diri siswa saat proses pembelajaran dengan menggunakan berbagai model dan strategi pembelajaran yang memungkinkan untuk hal tersebut. Salah satu  model yang diharapkan dapat meningkatkan kemampuan literasi sains siswa adalah model discovery learning. Model discovery learning sesuai tujuan penggunaannya diharapkan dapat membantu siswa melatih kemampuan berbagi pengetahuan yang dimiliki dan menggunakan idenya untuk memecahkan masalah yang dipelajari. Penelitian ini dilaksanakan di Madrasah Aliyah Negeri 2 Halmahera Utara pada siswa kelas XI IPA-1 dengan jumlah siswa sebanyak 27 siswa. Jenis penelitiannya adalah penelitian deskriptif kuantitatif. Instrumen yang digunakan untuk memperoleh data kemampuan literasi sains adalah soal-soal tes yang sesuai dengan materi atau konsep yang diajarkan dan disesuaikan dengan indikator literasi sains. Analisis data dilakukan dengan analisis deskriptif dan inferensial. Berdasarkan hasil analisis data diperoleh kemampuan literasi sains siswa kelas XI  pada aspek konten meningkat sebesar 22,22 %, aspek proses atau kompetensi meningkat sebesar 29,63%,  dan aspek konteks meningkat sebesar 25,93%. Hasil analisis dengan menggunakan N-Gain untuk melihat peningkatan kemampuan literasi sains siswa menunjukkan bahwa secara rata-rata kemampuan literasi sains siswa berada pada kategori sedang yaitu sebanyak 81,48 %, kategori tinggi 11,11% dan kategori rendah 7,41 %. Dari hasil tersebut dapat dikatakan bahwa penggunaan model discovery learning dapat meningkatkan kemampuan literasi sains siswa kelas XI IPA MAN 2 Halmahera Utara.