Lingkungan pembelajaran merupakan faktor determinan dalam mengembangkan keterampilan berpikir tingkat tinggi atau higher-order thinking skills (HOTS) siswa. Namun, penilaian terhadap lingkungan pembelajaran yang mengembangkan HOTS siswa belum dilakukan. Hal itu disebabkan oleh ada instrumen yang dapat digunakan untuk menilai lingkungan pembelajaran yang mengembangkan HOTS. Tujuan penelitian untuk mengembangkan inventori lingkungan pembelajaran berpikir tingkat tinggi (higher-order thinking learning environment inventory/HOTLEI) yang valid dan reliabel. Penelitian berkontribusi dalam menyediakan instrumen baku untuk menilai lingkungan pembelajaran berpikir tingkat tinggi yang dapat dimanfaatkan oleh guru, kepala sekolah, pengawas, dan evaluator. Penelitian menggunakan metode kuantitatif jenis testing and assessment. Sampel uji coba yaitu siswa dari 15 SMP di DKI Jakarta, Kabupaten/Kota Bogor, Kota Depok, Kota Tangerang, dan Kota Bekasi. Tahap pengembangan instrumen memodifikasi prosedur Moore dan Benbasat dalam lima tahap. Data dikumpulkan melalui uji coba instrumen terbatas dan luas. Analisis dan interpretasi data menggunakan model confirmatory factor analysis (CFA) dan model Rasch. Hasil penelitian: 1) syarat kecukupan unidimensi, local independence, dan kemiringan kurva yang pararel terpenuhi. 2) Struktur HOTLEI terdiri dari 7 dimensi, 21 indikator, dan 32 butir. Reliabilitas pengukuran pada kategori sangat baik. Skala yang digunakan memberikan informasi yang tepat. 3) Dimensi HOTLEI memenuhi standar validitas dan reliabilitas berdasarkan analisis model CFA dan model Rasch; 4) Validitas butir berdasarkan analisis model CFA 29 butir (91%) tergolong baik dan 3 butir (9%) cukup baik. Analisis model Rasch menunjukkan seluruh 32 butir sesuai standar kecocokan yaitu 0,5