Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui perbandingan peningkatan keterampilan proses sains (KPS)  dan kemampuan kognitif siswa pada penerapan model guided inquiry laboratory pada kelas XI MIA di SMA Negeri 1 Sukoharjo. Penelitian ini merupakan penelitian pre-experimental design tipe one group pretest-postest. Populasi penelitian adalah seluruh siswa kelas XI MIA di SMA Negeri 1 Sukoharjo yang berjumlah 280 siswa. Sampel penelitian diambil dari random sampel yaitu  kelas XI MIA 3 di SMA Negeri 1 Sukoharjo Tahun Pelajaran 2014/2015 sebanyak 35 anak. Teknik pengumpulan data menggunakan teknik test dan non-test. Analisis data menggunakan statistik gain-score ternormalisasi (N-Gain). Hasil penelitian menunjukkan rata-rata gain-score KPS 0,57 dengan peningkatan kategori sedang dan rata-rata gain-score kemampuan kognitif 0,46 dengan peningkatan kategori sedang. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa perbandingan gain-score KPS dan kemampuan kognitif melalui penerapan model guided inquiry laboratory keduanya memiliki kategori sedang dengan kisaran interval 0,3 ≤ g ≤ 0,7.