Penelitian ini mengkaji tentang, Peningkatan Kemampuan Pemahaman Matematis dan Kemampuan Komunikasi Matematis dan perbedaan antara siswa yang menerapkan Model Pembelajaran Kooperatif Tipe Numbered Head Together (NHT) dengan siswa yang memperoleh model pembelajaran konvensional, ditinjau dari kategori kemampuan pemahaman matematis dan komunikasi matematis (gender dan keseluruhan) serta hubungan kemampuan pemahaman matematis dan kemampuan komunikasi matematis siswa. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah mixed methods tipe embedded. Sampel yang digunakan adalah dua kelas dari delapan kelas yang ada. Hasil penelitian menunjukkan bahwa 1) Peningkatan kemampuan pemahaman dan komunikasi matematis siswa yang menerapkan Model Pembelajaran Numbered Head Together (NHT) lebih baik daripada siswa yang menggunakan model pembelajaran konvesional dari kategori keseluruhan. 2) untuk kategori gender, peningkatan kemampuan pemahaman dan komunikasi matematis siswa laki-laki yang menerapkan Model Pembelajaran Numbered Head Together (NHT) tidak lebih baik daripada siswa laki-laki yang menggunakan model pembelajaran konvesional. 3) Tidak terdapat hubungan antara kemampuan pemahaman matematis dan kemampuan komunikasi matematis.