Augmented Reality (AR) ist eine Form der Informationsdarstellung, bei der virtuelle und physische Elemente kombiniert werden. Diese Kombination kann für einzigartige Lernszenarien genutzt werden, in denen Lernenden Informationen durch interaktive und räumliche Repräsentationen kontextualisiert in einer physischen Umgebung vermittelt werden. Während die dafür notwendige Technologie bereits weit verbreitet ist und Forschungsergebnisse im Allgemeinen auf positive Auswirkungen auf Lernprozesse und -ergebnisse hindeuten, sind die spezifischen Mechanismen, die beim Lernen mit AR eine Rolle spielen, noch nicht vollständig bekannt und erforscht. Das Ziel dieser Dissertation ist es, diese Lücke zu füllen und Einblicke in die spezifischen Merkmale des AR-basierten Lernens zu geben und zu zeigen, wie diese zur Unterstützung von Lernprozessen und -ergebnissen genutzt werden können. Auf Basis von drei Teilzielen wird ein theoretischer Rahmen für AR in der Bildung vorgestellt, die Ergebnisse systematischer empirischer Studien werden analysiert und Empfehlungen für die praktische Umsetzung gegeben. Das im Rahmen der Dissertation entwickelte theoretische ARcis Framework untersucht die besonderen Merkmale von AR und arbeitet die drei Eigenschaften Kontextualität, Interaktivität und Räumlichkeit heraus. Kontextualität beschreibt die integrierte Wahrnehmung virtueller und physischer Elemente, Interaktivität beschreibt die Manipulation dieser Elemente auf unterschiedliche Weise und Räumlichkeit beschreibt die Wahrnehmung räumlicher Elemente im 3D-Raum. Diese Eigenschaften können einen Einfluss auf Lernprozesse und -ergebnisse haben und für die Gestaltung systematischer Forschung genutzt werden. Darüber hinaus können sie genutzt werden, um AR-Erfahrungen zielgerichtet zu entwickeln. Erste empirische Erkenntnisse zu den drei Eigenschaften und ihrem Einfluss auf das Lernen wurden in sieben Studien gesammelt, die Teil der fünf in dieser Dissertation enthaltenen Arbeiten sind. Die Studien konzentrieren sich auf spezifische Aspekte der AR-basierten Lernerfahrung, und die meisten wurden als Mehrwertstudien mit einer der drei Eigenschaften im Hinterkopf konzipiert. Die Studienergebnisse deuten auf einen positiven Einfluss der Implementierung kombinierter virtueller und physischer Elemente, angeleiteter mentaler und physischer Interaktivität und räumlicher Repräsentationen in bildungsbezogener AR auf kognitive und motivationale Prozesse und Ergebnisse hin. Neben dem theoretischen Rahmen und den empirischen Studien werden auch praktische Implikationen für die Gestaltung beschrieben und analysiert. Es wird vorgeschlagen, dass die Gestaltung des Lernmaterials auf die Lernziele der Situation abgestimmt werden sollte, indem die drei ARcis Eigenschaften für die Gestaltung zielgerichteter AR-Erfahrungen genutzt werden. Alles in allem können die Definition der einzigartigen Eigenschaften von AR, die Ergebnisse der empirischen Studien und die Empfehlungen für die praktische Anwendung die Forschung und Praxis zum Lernen mit AR informieren.