Matematika merupakan ilmu terstruktur yang setiap materinya saling berkaitan. Untuk memahami materi matematika yang saling berkaitan ini perlu adanya kemampuan koneksi matematis. Kemampuan koneksi matematis sangat penting dan merupakan salah satu kemampuan yang harus dimiliki dan tidak dapat dihindari kehadirannya disaat seseorang mempelajari matematika. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: perbedaan peningkatan kemampuan koneksi matematis siswa yang memperoleh pembelajaran melalui model pembelajaran advance organizer dan siswa yang memperoleh pembelajaran secara metode konvensional, interaksi model pembelajaran advance organizer dengan kemampuan awal siswa terhadap peningkatan kemampuan koneksi matematis siswa, dan kemampuan membuat peta konsep siswa SMP yang memperoleh pembelajaran melalui model pembelajaran advance organizer. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan desain penelitian pre-test pos-test control group design. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas VII SMP Negeri 5 Lhokseumawe yang terdiri atas sepuluh kelas. Sebagai sampel secara acak terpilih kelas VII1 sebagai kelas eksperimen dan kelas VII5 sebagai kelas kontrol. Instrumen dalam penelitian ini adalah tes kemampuan koneksi matematis dan peta konsep. Tes kemampuan koneksi matematis berbentuk soal uraian berjumlah lima butir soal, dengan koefesien reliabilitas sebesar 0,672. Hasil analisis data menunjukkan bahwa: (1) peningkatan kemampuan koneksi matematis siswa yang diajarkan dengan model pembelajaran advance organizer lebih baik daripada siswa yang memperoleh pembelajaran secara konvensional baik secara keseluruhan maupun berdasarkan level siswa, (2) tidak terdapat interaksi model pembelajaran advance organizer dengan kemampuan awal siswa terhadap peningkatan kemampuan koneksi matematis siswa,(3) kemampuan siswa membuat peta konsep pada pembelajaran matematika melalui model pembelajaran advance organizer adalah baik.