本发明公开一种光学系统及显示设备，光学系统包括显示单元与镜组，镜组包括第一透镜与第二透镜；第一透镜包括第一工作表面与第二工作表面；第二透镜包括第三工作表面与第四工作表面；第一工作表面为凸面且为非球面结构，并镀有分光膜；第三工作表面为凹面；显示单元发出的光线从第一工作表面后进入第一透镜，依次经过第二工作表面以及第三工作表面，在第四工作表面发生反射后，再依次经过第三工作表面以及第二工作表面，光线在第一工作表面发生反射，再依次经过第二工作表面以及第三工作表面，最终从第四工作表面射出第二透镜后进入人眼。本发明解决了现有技术中VR产品中的光学系统尺寸大，导致VR产品尺寸及重量大，用户佩戴舒适性差的问题。