本发明公开一种提高光源利用率的LCD投影光学系统，包括背光源、反射模组、起偏器、LCD、透镜和投影镜头，背光源发出的自然光入射反射模组，经由反射模组将自然光分解成第一P光和S光，再将S光转换成第二P光，第一P光的偏振状态和第二P光的偏振状态相同，第一P光和第二P光均再经由起偏器、LCD、透镜到达投影镜头，由投影镜头投影成像在指定区域。本发明还公开一种LCD投影仪。一种提高光源利用率的LCD投影光学系统及投影仪，缩小光学系统的整体体积，更方便用户使用，在背光源与起偏器之间增加反射模组将自然光分解成第一P光和S光，再将S光转换成第二P光，使更多的光线照射在LCD上，提高光源利用率。