Krisis iklim global menuntut penguatan literasi perubahan iklim di dunia pendidikan, khususnya pada peserta didik tingkat menengah. Literasi ini mencakup pemahaman konseptual, keterampilan, kemampuan komunikasi ilmiah, dan kesadaran terhadap mitigasi serta adaptasi perubahan iklim. Namun, capaian literasi perubahan iklim peserta didik dan guru kimia masih tergolong rendah hingga sedang, terutama pada aspek penyebab, dampak, dan solusi perubahan iklim. Di sisi lain, konsep termokimia sangat potensial diintegrasikan dengan isu perubahan iklim melalui pendekatan pembelajaran yang kontekstual. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan modul ajar termokimia berbasis model Project Based Learning (PjBL) yang layak untuk meningkatkan literasi perubahan iklim peserta didik. Metode penelitian menggunakan model pengembangan 4D (Define, Design, Develop, Disseminate) dengan melibatkan 5 orang validator.Tahapan pengembangan dilanjutkan dengan uji coba kepraktisan produk meliputi uji keterbacaan pada uji perorangan sebanyak 3 peserta didik, uji keterlaksanaan dan respon peserta didik. Selanjutnya dilakukan tahap pengembangan pada uji coba kelompok kecil dan uji lapangan menggunakan one group design pretest posttes yang melibatkan 15 peserta didik. Data dikumpulkan melalui lembar validasi, angket keterbacaan, keterlaksanaan hasil observasi pembelajaran, angket respon, asesmen hasil belajar termokimia, dan hasil kuesioner literasi perubahan iklim. Data dianalisis secara deskriptif kualitatif dan kuantitatif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa modul ajar yang dikembangkan telah memenuhi kriteria valid, praktis, dan efektif. Validasi ahli menunjukkan kelayakan isi dan desain, sedangkan uji lapangan memperlihatkan peningkatan signifikan literasi perubahan iklim, terutama pada indikator mitigasi, komunikasi ilmiah, dan solusi perubahan iklim. Modul ini dapat menjadi alternatif inovatif dalam pembelajaran kimia berbasis Kurikulum Merdeka yang mendukung pembangunan berkelanjutan.