Một trong những điểm cốt lõi của hệ thống ứng dụng AR đó là độ chân thực của những hình ảnh, dữ liệu số khi được đặt lên trên lớp hình ảnh của môi trường thực. Để làm được như vậy, trước hết phần mềm AR phải bóc tách hình ảnh thu được từ môi trường thực qua quá trình gọi là “Đăng ký hình ảnh” (Image Registration). Quá trình này sử dụng các kỹ thuật liên quan đến thị giác máy tính (Computer vision), thường bao gồm 2 giai đoạn chính là xác định các điểm hấp dẫn (Interest point), dấu chuẩn (Fiducial marker) và luồng quang (Optical flow); sau đó là tái tạo lại hệ tọa độ của môi trường thực từ dữ liệu lấy được ở giai đoạn 1 rồi bắt đầu xử lý đặt các lớp thông tin số trên hình ảnh thực tại.