一种基于单片空间光调制器的双目全息真3D近眼显示系统涉及3D显示领域。系统包括激光器、空间滤波器、准直透镜、反射镜、第一波片、第一分束镜、第一傅里叶透镜、频谱滤波器、第二波片、第二傅里叶透镜、第二分束镜和左右目对应的第一、二偏振片，激光器、空间滤波器和准直透镜用于产生系统所需的输入光源，傅里叶透镜用于为频域滤波产生全息图对应的傅里叶频谱，波片用于调整输入光、衍射再现光的偏振方向，使左右目再现光场偏振正交，偏振片用于检偏滤除双目信息中非对应通道的3D再现像。本发明能在现有基于单片空间光调制器全息3D显示视差受限的基础上提供双目视差增加立体视觉线索，从而缓解视疲劳问题，并且减少了系统对硬件的需求。