Many concepts of chemistry about abstract things that require strong understanding to the concepts by relating it in daily life. Its implementation does not only have to be directly face to face, but also can be through e-learning. The aim of this study is at describing the differences in the influence of the Problem-Based e-Learning (PBeL) model with Direct e-learning (DeL) model on critical thinking skills and chemistry learning achievement. This quasi-experimental study was applied in which thepretest-posttest non-equivalent control group design, involving 3 classes (95 students) of Class X MIPA SMAN-1 Bebandem. The study sample consisted of 2 classes (64 students). Critical thinking skills and chemistry learning achievement data were obtained from the critical thinking skills test scores and chemistry learning achievement. Data were analyzed descriptively by using one-way MANCOVA. The results showed that, there were significant differences in: (1) critical thinking skills and learning achievement together between students learning with PBeL and DeL models (F= 26,363; p<0.05); (2) critical thinking skills between students learning with PBeL and DeL models (F= 36,278; p<0.05); (3) learning achievement between students learning with PBeL and DeL models (F= 9,859; p <0.05). PBeL model has a greater effect than DeL on critical thinking skills and Chemistry learning achievement of class X students of SMAN-1 Bebandem AbstrakBanyak konsep kimia tentang hal-hal abstrak yang memerlukan pemahaman yang kuat dengan mengaitkannya dalam kehidupan sehari-hari. Pelaksanaannya tidak harus secara tatap muka tetapi bisa melalui e-Learning. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendeskripsikan perbedaan pengaruh model Problem-Based e-Learning (PBeL) dengan model Direct e-Learning (DeL) terhadap keterampilan berpikir kritis dan prestasi atau hasil belajar Kimia. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen semu (quasi experiment) dengan pre-test and post-test non-equivalent control group design. Populasi penelitian ini adalah 3 kelas paralel (95 siswa) kelas X MIPA SMAN-1 Bebandem. Sampel penelitian ini terdiri dari 2 kelas paralel (64 siswa). Data keterampilan berpikir kritis dan prestasi/hasil belajar kimia diperoleh dari skor tes keterampilan berpikir kritis dan prestasi/hasil belajar Kimia. Data dianalisis secara deskriptif dan MANCOVA satu jalur. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ada perbedaan yang signifikan pada (1) keterampilan berpikir kritis dan prestasi/hasil belajar secara bersama-sama antara peserta didik yang belajar dengan model PBeL dan DeL (F=26,363;  p<0,05), (2) keterampilan berpikir kritis antara peserta didik yang belajar dengan model PBeL dan DeL (F=36,278; p<0,05); dan (3) prestasi/hasil belajar Kimia antara peserta didik yang belajar dengan model PBeL dan DeL (F = 9,859; p<0,05). Model PBeL berpengaruh lebih besar dibandingkan dengan DeL terhadap keterampilan berpikir kritis dan prestasi/hasil belajar Kimia siswa kelas X SMAN-1 Bebandem.