增强现实 (AR) 通过将数字内容叠加到实体展品上，来增强博物馆和画廊体验，创造交互式和教育性层次。AR 应用使用智能手机摄像头、头戴设备或专用设备，将 3D 模型、动画或上下文信息叠加到现实世界的文物上。例如，参观者可以将他们的设备对准一幅画作，以查看幕后的细节，如草图或历史背景，或者以原始形式查看重建的古代文物。这弥合了实体展示中的不足，例如保存在库房中的易碎物品或不完整的考古发现。
开发者通常使用 ARKit (iOS) 或 ARCore (Android) 等 AR 框架构建这些体验，这些框架处理设备跟踪和环境理解。在受控的画廊空间中，基于标记的系统（其中图像或二维码触发内容）很常见。例如，大英博物馆使用 AR 让参观者通过将虚拟碎片与实体展品对齐来“重新组装”一个破碎的雕像。更先进的设置使用 SLAM (同时定位与建图) 将内容锚定到特定位置而无需标记，从而实现与大型或室外空间的无缝集成。例如，史密森尼学会的“Skin & Bones”应用通过骨骼结构识别，将动画的动物肌肉组织叠加到骨骼展示上。
除了视觉效果，AR 还可以融入音频、触觉反馈或游戏化。Artivive 平台允许艺术家将数字层附加到实体艺术品上，例如展示雕塑的创作过程。卢浮宫等博物馆已经尝试了基于访客移动而调整的 AR 导览，使用蓝牙信标进行位置跟踪。对于开发者来说，关键挑战包括优化跨设备的性能、确保内容与实体对象精确对齐以及设计直观的用户界面。Unity 的 MARS 框架等开源工具简化了在虚拟环境中测试 AR 场景的过程，然后进行部署，从而减少了博物馆特定用例的迭代时间。