본 연구는 성인학습자들 대상으로 온라인 학습 환경에서의 인지주의 학습설계 원리에 기반한 학습이 학업성취에 영향을 미치는 관계를 연구하고 나아가 인지부하의 매개효과를 살펴보았다. 사이버대학교 재학생 383명을 대상으로 온라인 학습환경에서의 인지주의 학습설계 원리에 기반한 학습정도, 학업성취, 내재적, 외재적, 본유적 인지부하 정도를 조사하고 다중매개분석을 실시하였다. 연구결과 인지주의 학습설계에 기반한 학습은 본유적 인지부하에는 정적인 영향을 주지만, 외재적 및 내재적 인지부하에는 부적 영향을 주는 것으로 나타났다. 또한 인지주의 학습설계에 기반한 학습은 학업성취에 정적인 영향을 주지만 내재적 인지부하는 학업성취에 부적 영향을 주는 것으로 나타났다. 또한 인지주의 학습설계에 기반한 학습활동을 함께 고려했을 때 외재적 및 내재적 인지부하는 학업성취에 유의미한 영향을 주지 않았다. 마지막으로 인지주의 학습설계 기반한 학습과 학업성취 관계에서 내재적 인지부하가 매개효과를 가졌는데, 이는 온라인 학습 환경에서 성인학습자들은 인지주의 학습설계 기반한 학습이 내재적 인지부하를 낮추기 때문에 학업성취에 긍정적 영향을 주는 것을 시사한 연구결과였다. 본 연구는 온라인 학습환경 설계에 있어서 인지주의 학습설계반영의 중요성을 제안하였다. 또한 본 연구 결과는 인지주의 학습설계에 기반한 온라인 학습설계를 진행할 때에 내재적 인지부하를 통하여 긍정적 학업성취가 이뤄지기 때문에 내재적 인지부하를 고려한 설계의 필요성을 시사하였다.