Integrasi teknologi digital dalam pembelajaran matematika sekolah dasar memerlukan desain pedagogis yang sistematis agar efektif meningkatkan pemahaman konsep. Penelitian ini bertujuan menganalisis kebutuhan serta menguji efektivitas bahan ajar digital berbasis Augmented Reality (AR) pada materi bangun ruang kelas VI sekolah dasar. Penelitian menggunakan pendekatan kuantitatif dengan desain quasi-eksperimen One-Group Pretest–Posttest terhadap 24 siswa. Data dikumpulkan melalui tes pemahaman konsep, angket motivasi belajar model ARCS, dan lembar observasi keterlaksanaan pembelajaran. Hasil penelitian menunjukkan peningkatan signifikan pemahaman konsep, dengan rata-rata skor meningkat dari 60,42 menjadi 83,17 dan nilai N-Gain sebesar 0,57 (kategori sedang). Uji Paired Sample t-test menunjukkan perbedaan signifikan antara pretest dan posttest (p < 0,05). Peningkatan tertinggi terjadi pada indikator representasi visual, menunjukkan bahwa AR efektif memfasilitasi visualisasi spasial dan pemahaman relasi antar unsur bangun ruang. Motivasi belajar siswa berada pada kategori sangat baik. Kebaruan penelitian ini terletak pada integrasi analisis kebutuhan, desain pedagogis, dan spesifikasi fitur AR yang secara eksplisit diselaraskan dengan indikator pemahaman konsep. Temuan ini menunjukkan bahwa bahan ajar digital berbasis AR yang dirancang secara kontekstual dapat meningkatkan aspek kognitif dan motivasional pembelajaran matematika sekolah dasar.