Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keterampilan proses sains dan keterampilan berpikir kritis dari penerapan model pembelajaran discovery learning dengan metode praktikum. Jenis penelitian ini adalah jenis penelitian deskriptif kuantitatif. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah penelitian yang bersifat eksperimen semu. Desain penelitian yang digunakan adalah one group pretest-posttest design. Populasi dalam penelitian ini adalah siswa kelas X SMA Negeri 1 Kuaro dengan jumlah sampel sebanyak 33 siswa pada kelas XA. Teknik pengambilan sampel dengan menggunakan teknik purposive sampling dan teknik pengumpulan data menggunakan teknik lembar observasi untuk mengetahui keterampilan proses sains dan tes berupa 10 butir soal essai untuk mengetahui keterampilan berpikir kritis siswa. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa penerapan model discovery learning dengan metode praktikum meningkatkan keterampilan proses sains dan berpikir kritis siswa SMA. Hal tersebut dibuktikan dengan siswa mengalami peningkatan keterampilan proses sains dan berpikir kritis selama pembelajaran 4 pertemuan. Keterampilan proses sains pada percobaan pertama diperoleh persentase ketercapaian sebesar 76,00% dengan kategori sedang dan mengalami peningkatan pada percobaan kedua sebesar 89,33% dengan kategori tinggi. Keterampilan berpikir kritis siswa mengalami peningkatan pula secara siginifikan berdasarkan uji Wilcoxon Test dengan nilai signifikansi 0,000