Kemampuan berpikir siswa masih berada pada kategori berpikir tingkat rendah, tingkat soal yang dibuat oleh guru masih pada aspek tingkat rendah yakni C1 sampai C3. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh model pembelajaran discovery learning terhadap kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa kelas XI Madrasah Aliyah Negeri 1 Tebo. Penelitian ini menggunakan metode quasi eksperimen. Penelitian ini merupakan penelitian populasi. Sampel penelitian ini merupakan total sampling yakni siswa kelas XI Mipa berjumlah 26 siswa. Variabel dalam penelitian ini menggunakan variabel bebas dan terikat. Instrumen penelitian pengumpulan data adalah pretest-postest, observasi dan dokumentasi. Adapun analisis data pretest memiliki nilai rata-rata yakni 23,05, Standar deviasi bernilai 7,47, Nilai tertinggi untuk pretest 38,85 sedangkan nilai terendah 11,1. Serta untuk data postest memiliki nilai rata-rata 66,17, Standar deviasi bernilai 11,84, Nilai tertinggi 88,8 dan nilai terendah 44,4. Berdasarkan hasil analisis penelitian yang dilakukan diperoleh hasil dan kesimpulan menunjukkan bahwa terdapat peningkatan dengan uji N-Gain memperoleh nilai 0,56 maka dinyatakan terdapat peningkatan yang sedang. Seterusnya dilakukan uji normalitas yang mana hasilnya besar dari 0,05 berdistribusi normal dan dilakukan uji homogenitas mendapatkan signifikansi lebih kecil dari 0.05% yaitu 0,39 dan uji T test yang hasilnya 0,00 lebih kecil dari 0,05 yang dimana terdapat pengaruh yang signifikan dan di perkuat dengan uji efek size dengan kalkulasi 3,56 dengan variabel independen berpengaruh signifikan terhadap variabel dependen. Berdasarkan perhitungan tersebut maka dapat disimpulkan bahwa terdapat pengaruh model pembelajaran discovery Learning terhadap kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa pada pembelajaran Fisika di Madrasah Aliyah Negeri 1 Tebo.