Implementasi pendidikan belum sepenuhnya fokus untuk membimbing siswa dalam menelaah permasalahan ekosistem serta konsekuensinya, ditandai dengan rendahnya daya serap materi ekosistem dalam UN dan keterampilan berpikir kritis menurut survei OECD. Maka, dibutuhkan bahan ajar yang mampu memfasilitasi kegiatan berpikir secara mandiri dalam bentuk e-modul yang memuat kegiatan penyelesaian masalah dengan mengikuti sintaks problem-based learning (PBL). Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan e-modul ekosistem berbasis PBL untuk melatih keterampilan berpikir kritis mengikuti prosedur pengembangan ADDIE. Pengumpulan data dilakukan menggunakan instrumen lembar validitas oleh pakar pendidikan, pakar materi, dan guru biologi, serta menggunakan lembar angket untuk mengetahui kepraktisan e-modul berdasarkan penilaian dari siswa. Data yang diperoleh lalu dianalisis deskriptif kuantitatif menggunakan skala Likert dan skala Guttman. Hasil penelitian menunjukkan e-modul dikategorikan sangat valid berdasarkan tinjauan konten, presentasi, dan kebahasaan dengan rata-rata skor 3.78, serta dinyatakan sangat praktis dengan skor 96.94%. Dengan demikian, e-modul ekosistem berbasis PBL dinyatakan layak untuk melatih keterampilan berpikir kritis, serta berpotensi diterapkan oleh satuan pendidikan untuk membentuk siswa yang kritis akan permasalahan ekosistem.