Penelitian ini merupakan penelitian tindakan kelas dengan tujuan untuk mendeskripsikan penerapan model pembelajaran think talk write terhadap peningkatan kemampuan berpikir kritis siswa pada mata pelajaran biologi SMA Negeri 3 Pematangsiantar Tahun Pelajaran 2019/2020. Subjek penelitian adalah peserta didik kelas X IPA-5 SMA Negeri 3 Pematangsiantar yang berjumlah 35 orang. Penelitian ini meliputi empat tahap yaitu perencanaan, pelaksanaan tindakan, observasi, dan refleksi Instrumen dalam penelitian ini meliputi tes berpikir kritis yang berjumlah 20 soal. Berdasarkan hasil penelitian, rata-rata hasil peningkatan berpikir kritis siswa yakni pada siklus I sebesar 60 % lalu meningkat pada siklus II dengan nilai sebesar 70 %. Dari hasil penelitian diatas maka dapat disimpulkan bahwa melalui penerapan model pembelajaran think talk write dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa di kelas X IPA -5 SMA Negeri 3 Pematangsiantar Tahun Pelajaran 2019/2020.