Peran bahan ajar dalam meningkatkan keterampilan berpikir kritis peserta didik sangatlah penting. Kurangnya pemanfaatan bahan ajar dalam pembelajaran di MA NU Al Hikmah Semarang menyebabkan peserta didik kehilangan pemahaman dan keaktifan dalam belajar fisika, yang berdampak pada rendahnya keterampilan berpikir kritis peserta didik. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kelayakan dan keefektifan serta respon dari pengembangan bahan ajar fisika berbantuan Augmented Reality dengan model Problem Based Learning untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis peserta didik. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah Research and Development dengan menggunakan model pengembangan ADDIE. Bahan ajar ini dikembangkan menggunakan bantuan aplikasi Assemblr Edu untuk merealisasikan AR yang terdapat pada bahan ajar. Teknik pengambilan sampel yang digunakan pada penelitian ini ialaha teknik purposive sampling dengan sampel penelitian sebanyak 29 peserta didik yaitu peserta didik kelas XI.2 MA NU Al Hikmah Semarang. Teknik pengumpulan data pada penelitian ini menggunakan observasi, wawancara, lembar validasi ahli, angket respons peserta didik, serta tes keterampilan berpikir kritis peserta didik. Berdasarkan penelitian, hasil validasi ahli materi memperoleh persentase nilai sebesar 90% dan hasil validasi ahli media memperoleh persentase sebesar 87,5% dengan kategori sangat layak. Peningkatan keterampilan berpikir kritis peserta didik diukur melalui perbandingan nilai pre-test dan post-test menggunakan uji N-Gain yang memperoleh skor 0,67 yang termasuk kategori “sedang”. Respons baik peserta didik terhadap bahan ajar sebagai penunjang dalam pembelajaran fisika memperoleh pesersentase secara keseluruhan sebesar 90,42% dengan kategori sangat baik. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa bahan ajar fisika berbantuan Augmented Reality sangat valid dan layak digunakan sebagai bahan ajar fisika dengan model Problem Based Learning untuk meningkatkan keterampilan berpikir kritis peserta didik.