Penelitian ini didasarkan pada hasil observasi peneliti di kelas VII SMP sekolah XYZ bahwa kebanyakan siswa memiliki pemahaman konseptual yang rendah pada mata pelajaran IPA. Melihat situasi ini maka sangat diperlukan suatu model pembelajaran untuk meningkatkan pemahaman konsep pada materi pembelajaran kalor. Diharapkan melalui penerapan metode ini tujuan peneliti dapat tercapai, yaitu meningkatkan pemahaman konsep melalui penerapan metode Group Investigation dan mengetahui langkah-langkah penerapan metode Group Investigation dalam peningkatkan pemahaman konsep siswa. Penelitian ini adalah sebuah penelitian tindakan kelas (PTK) yang dilakukan di SMP XYZ, sebuah sekolah di Lampung. PTK dengan dua siklus ini dilaksanakan pada tanggal 18 Oktober – 25 Oktober 2016 dengan melibatkan 12 orang siswa. Hasil data dianalisa dengan menggunakan teknik analisis deskriptif kualitatif. Instrumen yang digunakan untuk mengumpulkan data adalah lembar observasi penerapan metode, lembar observasi pemahaman konsep, lembar tes, lembar angket siswa, dan jurnal refleksi. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa penerapan pembelajaran kooperatif tipe Group Investigation dapat meningkatkan pemahaman konsep mata pelajaran IPA materi kalor siswa kelas VII SMP di sekolah XYZ. Metode pembelajaran Group Investigation dapat dilakukan dengan siswa secara heterogen dibagi dalam beberapa kelompok, guru dan siswa memilih permasalahan-permasalahan investigasi, guru dan siswa menentukan metode investigasi, setiap kelompok bekerja berdasarkan metode investigasi yang telah dirumuskan, siswa melakukan investigasi mulai dari mengumpulkan data, analisis data, hingga menarik kesimpulan, siswa mempresentasikan hasil investigasi kelompok secara bergantian di depan kelas yang dikoordinir oleh guru, siswa mendengarkan evaluasi dari guru, dan siswa melakukan kuis. / Based on observation of researcher which was done at XYZ School grade VII, it was found that most of the students had low conceptual understanding of Natural Science. The researcher decided to implement Group Investigation method in order to solve this problem. The aims of this research are to improve the students’ conceptual understanding through the implementation of Group Investigation method and to know the steps of implementation of Group Investigation method in order to improve students’ conceptual understanding. The method of this research is a Classroom Action Research (CAR), which was done in SMP XYZ in Lampung. This CAR that run in two cycles that was conducted on October 18 – October 25, 2016 involving 12 students. The qualitative descriptive analysis was the technique used to analyze the data. Instrumens that used for collecting data in this research were observation sheet for method implementation, observation sheet for conceptual understanding of students’ sheet, individual test sheet, questionnaire sheet, and reflection journal. The result of the research shows that cooperative learning type Group Investigation could improve grade VII students conceptual understanding of natrural science in learning about heat at school XYZ. Group investigation method can be done by students in a heterogenous divided into several groups, teachers and students choose problems to investigation, teachers and students determine the investigation method, each groups works based on methods of investigation that has been formulated, students starts investigation from collecting data, data analysis, and made conclusions, students presented the results of investigation in front of the class that coordinated by teachers, students listened to evaluation by teachers and students took a quiz.