Kemampuan Kognitif merupakan penguasaan siswa dalam ranah kognitif. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hasil belajar siswa serta faktor apa saja yang menyebabkan kesalahan siswa dalam menyelesaikan soal-soal tes kognitif pada materi suhu dan kalor. Jenis penelitian yang digunakan yaitu penelitian deskriptif kuantitatif. Populasi dalam penelitian ini adalah siswa kelas XI IPA SMA Negeri 2 Bontang yang berjumlah 3 kelas dengan jumlah sampel sebanyak 30 siswa di kelas XI IPA 1 dan 30 siswa di kelas XI IPA 2. Pengumpulan data menggunakan teknik tes berupa 10 soal essay untuk mengetahui hasil belajar siswa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil belajar siswa dalam menyelesaikan soal-soal tes kognitif pada materi suhu dan kalor pada tingkat mencipta (C6) masih dikategorikan kurang karena hanya sebesar 30%, pada tingkat mengevaluasi (C5) dan menganalisis (C4) yang masing-masing persentasenya sebesar 56% dan 66%. Kemampuan kognitif peserta didik pada tingkat mengingat (C1) dan memahami (C2) sudah menunjukkan sangat baik karena persentase yang didapat cukup tinggi yaitu mengingat (C1) sebesar 97% dan memahami (C2) sebesar 84%. Sedangkan kemampuan kognitif peserta didik pada tingkat menerapkan (C3) sudah baik karena persentase yang didapat sebesar 81%. Faktor kesalahan yang paling umum dilakukan oleh siswa pada saat menyelesaikan soal-soal tes kognitif uraian pada materi suhu dan kalor adalah kesalahan konsep, kesalahan strategi, kesalahan menggunakan data dan kesalahan hitung. faktor kesalahan yang sering muncul terutama pada kesalahan konsep, perlu mendapatkan perhatian yang lebih untuk mendukung siswa dalam belajar fisika.