本实用新型公开了一种光学显示系统及VR设备，涉及光学显示技术领域，光学显示系统包括：显示图像源、偏振分光模块、光路调制模块、第一光路折叠模块和第二光路折叠模块；偏振分光模块内设置有分光面，由显示图像源发出的光线入射偏振分光模块后，经分光面分为正交状态的第一状态偏振光a和第二状态偏振光b，其中，第一状态偏振光a入射至第一光路折叠模块；第二状态偏振光b入射分光面经光路调制模块调制为第一状态的偏振光c，然后经分光面反射后入射至第二光路折叠模块；本申请技术方案可以采用一个显示图像源，通过偏振复用方式，实现单屏幕的双目显示，具有体积小、重量轻的特点，并且降低了生产成本及功耗。