Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mendeskripsikan tahapan pengembangan media pembelajaran augmented reality berbasis android pada materi Ikatan Kimia yang memuat aspek keterampilan proses sains siswa, (2) mengetahui kelayakan media pembelajaran augmented reality berbasis android pada materi Ikatan Kimia berdasarkan content validity dan (3) mengetahui efektivitas media pembelajaran augmented reality berbasis android terhadap keterampilan proses sains siswa pada materi Ikatan Kimia. Penelitian ini merupakan penelitian dan pengembangan (Research and Development) dengan menggunakan model ADDIE (analysis, design, development, implementation, dan evaluation). Instrumen penelitian yang digunakan meliputi lembar validasi untuk para ahli yang meliputi ahli materi dan ahli media, lembar validasi praktisi pendidikan, lembar respon peserta didik, soal pre-test dan post-test. Penerapan media augmenetd reality meliputi uji coba perorangan dan uji coba pada kelompok kecil. Subjek uji coba perorangan adalah siswa kelas XII SMA Negeri 1 Sukoharjo, sedangkan untuk uji coba kelompok kecil adalah siswa kelas X MIPA 3 SMA Negeri 1 Sukoharjo. Sedangkan subjek uji coba pada kelompok kecil adalah siswa kelas X SMA Negeri 1 Sukoharjo. Desain uji coba kelompok kecil penelitian ini adalah pretest-posttest control group design. Kelayakan media augmented reality dianalisis dari data penilaian oleh ahli materi, ahli media, praktisi pendidikan serta uji coba pada peserta didik dengan mengelola skor rata-rata dan mengkategorikan data tersebut pada penilaian ideal. Keefektifan media augmented reality dianalisis dari data hasil uji N-gain. Hasil penelitian menunjukkan bahwa (1) Pembuatan media augmented reality berbasisi android melalui lima tahap, yaitu: Analysis, Design, Development, Implementation, dan Evaluation. Spesifikasi produk media augmented reality adalah aplikasi yang dapat diperasikan pada smartphone jenis andorid dengan ukuran 42 MB. (2) Berdasarkan hasil validasi media oleh para ahli, praktisi pendidikan, dan uji coba dihasilkan kualifikasi media augmented reality berbasis android pada materi ikatan kimia layak untuk digunakan. (3) Media augmented reality berbasis android pada materi ikatan kimia efektif dalam meningkatkan keterampilan proses sains, dimana diperolehan persentase N-gain kelas eksperimen sebesar 71% dengan kategori efektiftas tinggi sedangkan pada kelas kontrol diperoleh persentase N-gain sebesar 57,37% dengan kategori sedang.