연구는 고등학생이 온라인 수업에서 느끼는 교수실재감이 자기결정성동기의 기본심리욕구를 매개하여 자기조절학습능력에 미치는 영향을 검증하고, 이 변인 간 관계에서 남녀 학생 간 성별에 따른 차이가 있는 지 검증하고자 하였다. 이를 위해 J지역에 위치한 3개 고등학교에 설문지를 배포하였고 최종적으로 383명의 학생의 자료를 구조방정식모형 분석방법을 사용하여 분석하였다. 그 결과 첫째, 온라인 수업상황에서 학생들이 인식하는 교수실재감은 자기결정성동기와 자기조절학습능력에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 둘째, 자기결정성 동기의 기본심리욕구 세 가지 하위요인 중 유능성만 온라인 수업에서의 교수실재감과 자기조절학습능력 변인 간에 매개역할을 하는 것으로 나타났다. 셋째, 온라인 수업에서의 학생들이 인지하는 교수실재감과 자기결정성 동기의 기본심리욕구, 자기조절학습능력 간의 구조적 관계에서 남녀 학생 간 성별차이는 나타나지 않았다. 본 연구의 결과는 교사가 온라인 수업 중 학생의 자기조절학습능력을 발달시키기 위해 교수실재감을 높이는 것이 필요하며, 그 과정에서 자기결정성동기의 기본심리욕구 중, 교수실재감과 자기조절학습능력을 매개하고 있는 유능감 뿐 아니라, 매개하지 못한 자율성과 관계성의 기본심리욕구도 강화할 필요가 있음을 시사하고 있다.