Este artigo apresenta uma investigação sobre a autenticidade em atividades de modelagem matemática, mediada pela questão: Como caracterizar a autenticidade em atividades de modelagem matemática? A investigação desta questão tem como objetivo estruturar um design para a autenticidade em atividades de modelagem. A pesquisa inclui duas partes. Inicialmente, estrutura-se um design a partir de um quadro teórico relativo a essa temática na área de modelagem matemática, integrando seis atributos que qualificam a autenticidade nessas atividades, podendo conferir a elas maior ou menor nível de autenticidade. A segunda parte consiste em uma pesquisa empírica em que estudantes desenvolvem atividades de modelagem cuja autenticidade é analisada em relação aos atributos. A investigação se caracteriza como pesquisa qualitativa, associando movimentos analíticos por meio dos quais se dá a articulação entre teoria e informações a respeito da autenticidade, usando critérios interpretativos de análise. O design estruturado é inovador em relação ao que a literatura já reconhece quanto à identificação da autenticidade em atividades de modelagem matemática. A análise da atividade de modelagem realizada indica que o design oferece uma maneira eficaz de inferir sobre a autenticidade, apontando que atividades de modelagem autênticas devem ser pautadas em uma realidade extraescolar, ao mesmo tempo em que atendem a anseios de uma realidade escolar.