一种增强现实光学模组及头戴式显示装置，涉及增强现实成像技术领域。该增强现实光学模组包括图像源、分光镜凹面反射镜以及偏振装置。其中，图像源出射用于形成虚拟图像的光束。分光镜设于图像源的出光方向，用于对出射光分光，且分光镜所在的平面与图像源的法线之间形成一夹角。凹面反射镜设于分光镜的反射光线和/或透射光线的出光侧，用于对入射到凹面反射镜的光束会聚并反射。偏振装置设于分光镜与凹面反射镜之间。该头戴式显示装置包括佩戴端和成像端，成像端包括增强现实光学模组。该增强现实光学模组能够提高增强现实图像的对比度。