本实用新型公开了一种微投影光学引擎及头戴式显示设备，包括用于产生并发出光束的光源系统、用于显像的成像系统以及光纤耦合系统；所述光纤耦合系统包括依次布设的入射端、光纤和出射端；所述入射端接收光源系统发出的光束并耦合进入所述光纤，通过所述光纤传输至出射端，并通过所述出射端耦出进入成像系统。本实用新型的光学引擎可以实现光源系统和成像系统在位置上的远离布设，由此可以使得光源系统与成像系统中的大功耗器件分散布局，继而解决了现有光学引擎发热量集中、需要增加单独的散热结构的问题，在一定程度上简化了光学引擎的结构设计，改善了散热效果和温漂问题，保证了成像质量，尤其适合应用在体积轻便、可折叠的AR/VR眼镜中。