El objetivo consistió en analizar el efecto del aprendizaje invertido como una aplicación del modelo de m-learning sobre las habilidades de pensamiento metacognitivo en estudiantes de educación superior. Este estudio fue una investigación experimental en la que participaron 34 estudiantes universitarios de un programa de formación docente en ciencias naturales, en Cúcuta - Colombia, divididos en un grupo experimental y un grupo de control. Se utilizó un pretest y postest para medir el nivel de pensamiento metacognitivo de los estudiantes. Los datos se analizaron mediante una prueba t de muestras independientes para examinar la diferencia significativa entre las puntuaciones medias de los estudiantes en el postest. Los resultados arrojaron que los estudiantes del grupo experimental superaron con éxito a los del control en la postest, además de una diferencia significativa entre las puntuaciones del pretest y postest de los estudiantes del grupo experimental. El aprendizaje invertido basado como una aplicación del modelo de m-learning es un modelo innovador para mejorar el proceso educativo, así como el nivel de pensamiento metacognitivo. Lo resultados proporcionan una visión acerca de la clase invertida como un enfoque educativo alternativo en la educación universitaria.