本发明公开了一种增强现实立体显示装置，包括：壳体；微显示器、液体透镜和一面镀有分光膜的分光平板设置在壳体上，微显示器用于显示二维图像；液体透镜用于将微显示器显示的图像放大并成像在一定距离处；以及分光平板镀有分光膜的一面靠近人眼；镀有分光膜的一面与液体透镜光轴不平行，用于将来自微显示器并经过液体透镜的光线反射至人眼，同时，真实的环境的景象透过分光平板的投射入人眼，使得虚拟景象与真实的环境的景象相叠加。本发明提供的增强现实立体显示装置可实现光学透视式的增强现实显示；改进了立体场景的显示方式进行，可以实现立体场景的清晰显示。本发明还公开了一种增强现实立体显示装置的显示方法。