Penelitian ini dikembangkan untuk menghasilkan instrumen diagnostik two tier yang dapat mendeteksi miskonsepsi siswa pada materi stoikiometri, hidrokarbon, dan laju reaksi. Metode deskriptif digunakan untuk mengembangkan instrumen pada materi stoikiometri dan laju reaksi sedangkan metode R&D digunakan untuk mengembangkan instrumen pada materi hidrokarbon. Kualitas instrumen diagnostik two-tier diuji dengan validitas dan reliabilitas. Uji validitas instrumen menunjukkan bahwa jumlah butir soal yang dinilai valid, yaitu 15 butir soal pada materi stoikiometri, 18 dari 39 butir soal pada materi hidrokarbon, dan 21 dari 56 butir soal pada materi laju reaksi. Instrumen tersebut kemudian diujikan kepada siswa SMA kelas X dan XI. Hasil tes tersebut dianalisis dan diinterpretasikan, sehingga miskonsepsi dapat teridentifikasi. Temuan dari penelitian ini menunjukkan bahwa miskonsepsi siswa pada materi stoikiometri meliputi hukum-hukum dasar kimia dan konsep mol. Miskonsepsi siswa pada materi hidrokarbon meliputi kekhasan atom karbon, ikatan atom dalam rantai karbon, dan rantai tertutup. Sementara itu, miskonsepsi siswa pada materi laju reaksi meliputi pengertian laju reaksi dan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi.