Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan produk pembelajaran mobile learning model PBL dengan pendekatan STEM yang layak dan efektif digunakan pada materi termodinamikakelas XI MIPA. Prosedurpengembangan menggunakan model Dick dan Carey yang dikembangkan oleh Walter Dick, Lou Carey dan James O. Carey serta model Alessi dan Trollip yang dikembangkan oleh Stephen M. Alessi dan Stanley R. Trollip. Model tersebut terdiri dari sembilantahap pengembangan, yaitu identifikasi tujuan instruksional, melakukan analisis instruksional, menganalisis peserta didik dan konteks, merumuskan tujuan kinerja, pengembangan instrumen penilaian, pengembangan strategi pembelajaran, pengembangan atau pemilihan bahan ajar, merancang dan melaksanakan evaluasi formatif, revisi pengajaran, menulis perangkat dan evaluasi sumatif . Model Alessi dan Trollip digabungkan pada tahap pengembangandan pemilihan bahan ajaryaitumengembangkan ide, membuat flowchart, storyboard, dan naskah, menyiapkan teks, menuliskan kode program, membuat grafis, memproduksi audio dan video, menggabungkan bagian dan mempersiapkan materi pendukung. Hasil uji kelayakan menunjukkan bahwa pengaplikasian mobile learning model PBLdengan pendekatan STEM pada materi termodinamika yang dikembangkan berada pada kategori sangat layak dengan nilai rata-rata 92,56%. Uji efektivitas dilakukan dengan memberikan pre test dan post test kepada peserta didik kelas XIdengan analisis menggunakan rumus N-Gain. Hasil uji efektivitas berdasarkan nilai N-gain sebesar76%pada sub materi hukum pertama termodinamikadansebesar 79% kedua termodinamika sedangkan nilai N-gain sebesar 63% pada sub materi hukum nol termodinamikadan sebesar 69% pada sub materi proses-proses termodinamika. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa pengembangan aplikasi mobile learning model PBLdengan pendekatan STEM efektif pada submateri hukum pertama dan kedua termodinamika serta cukup efektif pada sub materi hukum nol termodinamika dan proses-proses termodinamika.