Masalah dalam penelitian ini adalah rendahnya kemampuan berpikir kritis peserta didik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh implementasi pendekatan SETS terhadap kemampuan berpikir kritis peserta didik. Desain penelitian yang digunakan yaitu non-equivalent control group design. Subjek penelitian berjumlah 59 peserta didik. Teknik pengumpulan data adalah teknik tes dan nontes. Teknik tes dalam penelitian ini digunakan untuk mengukur kemampuan berpikir kritis peserta didik. Teknik non-tes berupa angket, observasi, wawancara, dan dokumentasi. Teknik analisis data menggunakan uji regresi sederhana untuk mengetahui pengaruh X (pendekatan SETS) terhadap Y (kemampuan berpikir kritis) dan uji independent sampel t-test untuk mengetahui perbedaan antara peserta didik yang belajar menggunakan pendekatan SETS dengan peserta diik yang belajar menggunakan pendekatan saintifik. Hasil penelitian menunjukan bahwa terdapat pengaruh penerapan pendekatan SETS terhadap kemampuan berpikir kritis peserta didik dengan Fhitung>Ftabel yaitu 34,12 > 4,18 ( α = 0,05), serta terdapat perbedaan hasil belajar pada kelas eksperimen sebesar 0,534 bertaraf sedang dan peningkatan pada kelas kontrol sebesar 0,42 bertaraf sedang. Hal itu berarti terdapat perbedaan antara peserta didik yang belajar menggunakan pendekatan SETS dengan peserta didik yang belajar menggunakan pendekatan saintifik.