Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penerapan pembelajaran berbasis bioentrepreneurship terhadap peningkatan keterampilan proses sains siswa SMA Muhammadiyah 1 Purwokerto. Jenis penelitian yang digunakan yaitu quasi eksperimen dengan desain penelitian Posttest Only Control Group Design. Populasi pada penelitian ini adalah seluruh siswa kelas X SMA Muhammadiyah 1 Purwokerto dengan sampel penelitian terdiri atas dua kelompok yaitu eksperimen (kelas X4) dan kontrol (kelas X3). Hasil penelitian diperoleh skor rata-rata keterampilan proses sains pada kelompok eksperimen sebesar 79,64 dan pada kelompok kontrol sebesar 43,85. Hasil analisis deskriptif menunjukkaan bahwa dari 12 indikator keterampilan proses sains pada kelompok eksperimen memiliki presentase rata-rata lebih tinggi daripada kelompok kontrol dengan selisih presentase rata-rata pada indikator: A (mengamati) = 14,59%; B (menafsirkan pengamatan) = 15,83%; C (mengelompokkan) = 10,01%; D (menyimpulkan) = 16,25%; E (meramalkan) = 81,67%; F (berkomunikasi) = 10%; G (berhipotesis) = 18,13%; H (merencanakan percobaan) = 75%; I (menggunakan alat dan bahan) = 81,88%; J (menerapkan konsep) = 13,55%; K (mengajukan pertanyaan) = 10,22%; serta L (melakukan percobaan) = 82,30%. Hasil analisis statistik melalui Uji Mann Whitney diperoleh nilai Asymp. Sig. (2-tailed) = 0,000 < α = 0,05 (kegiatan pertama) dan Asymp. Sig. (2-tailed) = 0,000 < α = 0,05 (kegiatan kedua) pada taraf signifikasi 5%. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa penerapan pembelajaran berbasis bioentrepreneurship berpengaruh secara signifikan terhadap peningkatan keterampilan proses sains siswa SMA Muhammadiyah 1 Purwokerto.