La tecnología de realidad aumentada (RA) proporciona experiencias contextuales al superponer información digital sobre el mundo real para mejorar la efectividad del aprendizaje y reducir la carga cognitiva. Este estudio tuvo como objetivo desarrollar un Sistema de Aprendizaje Móvil de RA (ARMLS) para abordar las limitaciones de los materiales de enseñanza tradicionales y ayudar a los estudiantes de primaria a aprender conceptos geométricos. El ARMLS fue diseñado en base al currículo de matemáticas de quinto grado, cubriendo temas como definiciones, propiedades geométricas, diferentes vistas de prismas y pirámides, y sus relaciones. Se llevó a cabo un experimento de enseñanza para comparar el logro de aprendizaje, la motivación y la carga cognitiva de los estudiantes al usar el ARMLS frente a los materiales de enseñanza tradicionales. Este estudio adoptó un diseño cuasi-experimental, donde se seleccionaron cuatro clases de quinto grado de una escuela primaria en el norte de Taiwán como sujetos experimentales. Un total de 66 estudiantes participaron en el experimento, divididos en dos grupos: 32 estudiantes de dos clases como grupo experimental (usando el ARMLS) y 34 estudiantes de las otras dos clases como grupo de control (usando materiales de enseñanza tradicionales). En el experimento de enseñanza, se recopilaron datos a través de pruebas previas, pruebas posteriores y cuestionarios. Las pruebas de logro evaluaron la efectividad del aprendizaje, mientras que la motivación de aprendizaje y la carga cognitiva se midieron con escalas estandarizadas. La satisfacción del sistema se evaluó utilizando un cuestionario. El método de Johnson-Neyman determinó las regiones de significancia en el análisis de covarianza. Las pruebas de muestras independientes evaluaron las diferencias en la motivación de aprendizaje y la carga cognitiva entre los grupos, y las estadísticas descriptivas resumieron las respuestas de satisfacción del sistema. Los resultados indicaron que (1) el ARMLS mejoró el logro de aprendizaje entre los estudiantes de bajo y moderado rendimiento, (2) no hubo una diferencia significativa en la motivación de aprendizaje entre los dos grupos, (3) el ARMLS ayudó a reducir la carga cognitiva de los estudiantes, y (4) la mayoría de los estudiantes expresaron satisfacción con el ARMLS según los resultados del cuestionario. El ARMLS mejora la participación y profundiza la comprensión al hacer que los temas de geometría abstracta sean más accesibles. Supera efectivamente las limitaciones de los materiales de enseñanza tradicionales, proporcionando a los estudiantes de primaria un enfoque interactivo y práctico para aprender conceptos geométricos.