本发明公开了一种光学模组和头戴显示器。光学模组包括：显示组件、第一透镜、第二透镜、第一四分之一波片和偏振反射膜，显示组件用于发射圆偏振状态的光线；第一透镜设于显示组件的出光方向，第一透镜具有第一反射面，光线射入第一透镜后，光线经第一反射面反射，并射出第一透镜；第二透镜设于第一透镜的出光方向，第二透镜具有第二反射面和第三反射面，光线射入第二透镜，并经第二反射面反射向第三反射面；第一四分之一波片设于第三反射面；偏振反射膜设于第一四分之一波片背离第二反射面的一侧。本发明的技术方案能够减少光学系统的厚度，有利于头戴显示器的小型化，便于用户穿戴。