增强现实（AR）系统结合了硬件、软件和内容创建工具，将数字信息叠加到物理世界上。AR 系统的核心需要三个主要组成部分：用于环境输入的传感器和摄像头、用于解释数据的处理单元以及用于渲染增强体验的显示界面。这些组件协同工作，实时将虚拟对象与现实世界对齐，确保精确定位和交互。
第一个关键组件是输入层，包括摄像头、深度传感器、GPS、加速度计和陀螺仪。摄像头捕捉物理环境，而深度传感器（如 LiDAR 或红外线）测量距离以创建 3D 地图。GPS 和运动传感器提供位置和方向数据。例如，基于智能手机的 AR 应用程序使用其摄像头和 IMU（惯性测量单元）来跟踪运动和表面。高级系统（如 AR 头显）可能包括眼动追踪传感器或手部追踪摄像头，以实现更细致的交互。这些输入将原始数据输入到处理层，算法在处理层分析原始数据以了解用户的周围环境。
处理层处理计算机视觉、对象识别和空间映射。该层依赖于 ARKit、ARCore 或 OpenCV 等软件框架来执行诸如 SLAM（同步定位与建图）之类的任务，SLAM 构建环境的 3D 模型，同时跟踪设备在其中的位置。机器学习模型可以识别对象（例如，识别桌子以将虚拟对象放置在其上）。处理层还管理渲染逻辑，确保虚拟内容与真实世界的照明和视角对齐。例如，家具 AR 应用程序使用 SLAM 来映射房间，然后将 3D 沙发模型准确地锚定到地板上。
最后一个组件是输出层，它显示增强的体验。这包括屏幕（智能手机、头显）、投影仪或可穿戴显示器（如智能眼镜）。输出层必须处理实时渲染以避免延迟，通常使用 GPU 进行快速图形处理。音频反馈、触觉振动或基于手势的控制也可能是该层的一部分。例如，Microsoft HoloLens 使用波导将全息图投影到透明透镜上，而移动应用程序可能会将 Pokémon 叠加在手机的摄像头视图上。开发人员通常使用 Unity 或 Unreal 等引擎以及 AR 插件来简化渲染和交互逻辑。