Kesulitan belajar peserta didik dalam memahami konsep kimia perlu diidentifikasi dengan sebuah instrumen evaluasi yang tepat. Untuk itu penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kelayakan dan keefektifan pengembangan instrumen e-diagnostic test berupa three tier multiple choice (TTMC) untuk menganalisis ketercapaian kompetensi dasar ranah kognitif dan pemahaman konsep. Instrumen tersebut terdiri dari tiga tingkat, pertama mengenai jawaban, kedua mengenai alasan, dan ketiga mengenai keyakinan. Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan dengan metode Plomp yang meliputi beberapa fase yaitu fase investigasi awal, desain, realisasi, tes dan evaluasi, serta implementasi. Subjek penelitian ini adalah peserta didik kelas X SMA Islam Sultan Agung 1 Semarang. Hasil penelitian menunjukkan instrumen yang dikembangkan layak dengan hasil validasi isi oleh pakar dan validasi konstruk melalui uji skala kecil dan besar. Profil paham konsep tertinggi ditunjukkan oleh IKD-5 yaitu sebesar 61,02%. Profil miskonsepsi tertinggi ditunjukkan oleh IKD-4 yaitu sebesar 69,49%. Dan profil tidak paham konsep tertinggi ditunjukkan oleh IKD-3 yaitu sebesar 26,27%.  Hasil analisis profil pemahaman konsep secara keseluruhan pada materi redoks dan tata nama senyawa menunjukkan 37,85% peserta didik paham konsep, 43,84% peserta didik miskonsepsi, dan 18,30% peserta didik tidak paham konsep.