Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penerapan model PBL berbasis kearifan lokal dalam pembelajaran kimia terhadap: (1) pemahaman konsep, (2) kemampuan berpikir kritis, (3) pemahaman konsep dan kemampuan berpikir kritis peserta didik kelas X SMAN 1 Gambut. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen semu dengan rancangan pretest posttest control group design. Populasi penelitian mencakup seluruh peserta didik kelas X SMAN 1 Gambut. Sampel diambil secara acak sebanyak dua kelas, diperoleh kelas XF dan kelas XH. Variabel dalam penelitian ini yaitu model PBL berbasis kearifan lokal (variabel dependent), pemahaman konsep dan keterampilan berpikir kritis (variabel independent). Instrumen yang digunakan berupa lembar observasi dan instrument tes. Teknik pengumpulan data melalui soal uraian untuk tes pemahaman konsep dan soal pilihan ganda untuk tes keterampilan berpikir kritis. Data dianalisis menggunakan uji MANOVA program SPSS 16.0 for Windows dengan taraf signifikansi 0,05. Hasil penelitian menunjukkan: (1) nilai signifikansi sebesar 0,000 ≤ 0,05 berarti terdapat perbedaan yang signifikan antara hasil tes pemahaman konsep peserta didik dengan pembelajaran model PBL berbasis kearifan lokal dan pembelajaran konvensional, (2) nilai signifikansi sebesar 0,000 ≤ 0,05 berarti terdapat perbedaan yang signifikan antara hasil tes keterampilan berpikir kritis dengan pembelajaran model PBL berbasis kearifan lokal dan pembelajaran konvensional, (3) nilai signifikansi 0,000 ≤ 0,05 berarti terdapat perbedaan yang signifikan antara pemahaman konsep dan kemampuan berpikir kritis peserta didik kelas X SMAN 1 Gambut