Ilmu Kimia berperan penting di berbagai bidang seperti kesehatan, industri, dan lingkungan. Namun, minat siswa terhadap pelajaran ini masih rendah, terutama karena metode pembelajaran yang masih konvensional dan kurang interaktif. Konsep abstrak seperti struktur atom dan sistem periodik unsur sulit dipahami hanya melalui buku teks atau alat peraga statis. Berdasarkan pra-riset terhadap 33 siswa, 78% memiliki pemahaman rendah, 64% kurang puas dengan proses belajar, dan 30,3% memilih visualisasi sebagai metode paling mudah dipahami. Untuk mengatasi hal ini, dikembangkan aplikasi Augmented Reality (AR) Markerless sebagai media pembelajaran Kimia kelas XI Kurikulum Merdeka. Aplikasi dibuat menggunakan metode Multimedia Development Life Cycle (MDLC), Blender 3D, dan Unity 3D. Hasil Blackbox Testing menunjukkan aplikasi berjalan sesuai fungsi, validasi konten menunjukkan kesesuaian 100% dengan buku ajar, usability testing mendapatkan skor rata rata 86%, dan UAT dengan rata rata sebesar 84%, yang menunjukkan aplikasi mudah digunakan dan diterima dengan baik. Pretest dan posttest juga menunjukkan peningkatan pemahaman siswa dengan N-Gain Score 0,69 (68,7%), termasuk kategori sedang. Aplikasi ini efektif, interaktif, dan layak digunakan dalam pembelajaran Kimia. Penggunaan AR dalam pembelajaran Struktur Atom dan Sistem Periodik Unsur telah terbukti mampu meningkatkan pemahaman siswa.