Este artigo apresenta o processo de desenvolvimento e validação do MoleculAR, um aplicativo digital que utiliza a Realidade Aumentada para auxiliar o ensino de química. A solução permite que seus usuários interajam com representações de átomos e moléculas em um ambiente virtual. O processo de desenvolvimento utilizou elementos oriundos do Design Participativo e contou com o envolvimento de professores de Química durante a concepção do aplicativo. A validação foi realizada em duas rodadas de testes junto a professores e alunos de ensino médio, utilizando instrumentos de avaliação diferentes com cada público-alvo. Como resultado, constatou-se que o aplicativo foi bem aceito pela comunidade acadêmica, e que o uso de Realidade Aumentada, empregada adequadamente, é uma tecnologia relevante para auxiliar o ensino de Química.