本实用新型公开了一种增强现实显示光学系统。该系统包括：显示光源、光束准直元件、空间光调制单元、光传播单元和立体视觉单元；显示光源设置在光束准直元件的顶部；光束准直元件的左侧面为第一自由曲面，光束准直元件右侧面为第二自由曲面；两个自由曲面将显示光源发出的光束转换为两束准直光束；空间光调制单元设置在光束准直元件的出射光路上，用于将两束准直光束分别调制为第一偏振光束和第二偏振光束；光传播单元设置在空间光调制单元的出射光路上；立体视觉单元将第一偏振光束与第二偏振光束传输至人眼中。本实用新型设置的光束准直元件可准直两个方向的光束，简化了系统；设置空间光调制单元能够同时显示不同的信息，提高了信息的显示率。