本实用新型提供一种LED光源系统，包括n个LED偏振光源、n-1个偏振光合束装置，以及分别设置在相邻偏振光合束装置之间的光路上的n-2个偏振光转换装置，偏振光转换装置用于将入射的光束转换成具有同一偏振方向的线偏振光，n为整数，n≥2，第i个偏振光合束装置设在所述第i+1个LED偏振光源的输出光路上并与其相对应，i为整数，1≤i≤n-1；第1个LED偏振光源输出的光射到所述第1个偏振光合束装置中，所述第2-第n个LED偏振光源输出的光分别入射到与其对应的偏振光合束装置中；第j个偏振光合束装置输出的光束经过第j个偏振光转换装置后入射到第j+1个偏振光合束装置中，j为整数，1≤j≤n-2；由第n-1个偏振光合束装置输出的光束作为LED光源系统的输出光。