Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efektivitas model pembelajaran berbasis proyek terhadap keterampilan proses sains dan kemampuan berpikir kreatif siswa Kelas X SMA N 1 Wonosegoro, Boyolali. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen pendidikan dengan desain non-equivalent control group design. Data dalam penelitian ini merupakan data hasil kemampuan berpikir kreatif dan keterampilan proses sains. Data dianalisis menggunakan analisis uji t dua sampel. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan kemampuan awal antara kelas yang mengikuti pembelajaran model project based learning dengan yang mengikuti pembelajaran konvensional (thitung = 0,419 < ttabel = 1,672). Terdapat perbedaan hasil kemampuan berpikir kreatif antara siswa yang mengikuti pembelajaran model project based learning (thitung = 29,46 > ttabel = 1,672) dengan yang mengikuti pembelajaran konvensional. Terdapat perbedaan keterampilan proses sains antara siswa yang mengikuti pembelajaran model project based learning (thitung = 13,49 > ttabel = 1,672) dengan yang mengikuti pembelajaran konvensional. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa pembelajaran dengan model project based learning lebih efektif daripada model pembelajaran konvensional dalam meningkatkan hasil belajar yang berupa kemampuan berpikir kreatif dan keterampilan proses sains siswa.