Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh model pembelajaran Problem Based Learning (PBL) berbantuan media Augmented Reality (AR) terhadap kemampuan metakognitif peserta didik kelas V SD pada materi sistem pencernaan. Penelitian dilatarbelakangi oleh rendahnya kemampuan metakognitif peserta didik, khususnya dalam aspek perencanaan, pemantauan, dan evaluasi proses berpikir. Penelitian ini menggunakan metode quasi experiment dengan desain pretest-posttest control group. Sampel penelitian terdiri atas 48 peserta didik, yaitu 22 peserta didik kelas eksperimen dan 26 peserta didik kelas kontrol. Teknik pengumpulan data menggunakan tes, observasi, dan dokumentasi. Analisis data dilakukan melalui uji normalitas, homogenitas, uji keseimbangan, independent sample t-test, N-Gain, dan effect size. Hasil penelitian menunjukkan adanya pengaruh signifikan model Problem Based Learning berbantuan Augmented Reality terhadap kemampuan metakognitif peserta didik dengan nilai signifikansi pada uji Independent Sample t-test sebesar 0,001 (< 0,05). Nilai effect size sebesar 3,805 termasuk kategori tinggi, sedangkan rata-rata N-Gain kelas eksperimen sebesar 0,820 lebih tinggi dibandingkan kelas kontrol sebesar 0,173. Berdasarkan hasil tersebut, dapat disimpulkan bahwa model Problem Based Learning berbantuan media Augmented Reality efektif dalam meningkatkan kemampuan metakognitif peserta didik kelas V SD pada materi sistem pencernaan. Implikasi penelitian ini menunjukkan bahwa penerapan model PBL berbantuan AR memperkuat teori konstruktivisme dan metakognitif yang menekankan pentingnya pembelajaran aktif dalam mengembangkan kemampuan berpikir peserta didik. Selain itu, hasil penelitian memberikan rekomendasi praktis bagi guru dan sekolah untuk memanfaatkan media AR sebagai inovasi pembelajaran yang mampu menciptakan pengalaman belajar yang lebih konkret, interaktif, dan efektif dalam meningkatkan kemampuan metakognitif peserta didik.