HUD抬頭顯示技術的原理是利用光學反射和投影，將關鍵信息投射到駕駛員前方。

它最初起源于戰斗機的光學瞄準器，一戰時出現，二戰時廣泛運用。其主要作用是保證駕駛員駕駛的穩定性，讓其無需低頭查看儀器就能掌握重要信息，將更多精力集中在觀察路況上。

HUD主要由圖像生成單元和光學顯示系統構成。圖像生成單元生成輸出圖像，占總成本約 50%，是核心部件，由光源、光學膜片等組成，技術路線有 TFT-LCD、DLP 和 MEMS 激光投影三種。

TFT-LCD 技術成熟、成本低，能高響應速度、高亮度、高對比度顯示圖像，但熱管理難度大。按照顯示屏不同，HUD 可分為 CHUD 、WHUD 以及 AR-HUD。

CHUD 將信息鏡像到透明面板，可加裝拆卸，成本低，但車輛碰撞時不利于駕駛員安全。WHUD 利用光學反射原理將信息顯示在擋風玻璃上，虛擬圖像效果一體化，有助于安全行駛，但要根據擋風玻璃選高精度非球面反射鏡，成本高。

AR-HUD 是 W-HUD 系統的一類，集成駕駛員監控和前向物體識別系統，能數據融合和圖像處理，實時圖像校正，導航時融合路況場景顯示，或許代表未來發展方向。

HUD 的關鍵部件還有投影單元和擋風玻璃。投影單元從車上數據獲取車速、路況等信息并輸出圖像。擋風玻璃夾層內部的 PVB 膜呈楔形，避免圖像重影。

HUD 投影技術主要有 LED 投影、激光掃描投影、DLP 投影、LCOS 投影等。LED 投影成本低但靈活性和效果差。微型激光投影色彩還原度高、聚焦好，但對光照和溫度適應性差。DLP 投影亮度高、分辨率高、成像逼真，但芯片易受影響，需定制非球面鏡，成本高。LCOS 投影尺寸小、信息豐富、效果佳，但成本高。

目前很多車型已應用 HUD 系統，如寶馬 5 系、奧迪新 A6、標致 3008、紅旗盛世等。未來 HUD 將加強與輔助駕駛系統融合，面臨投影技術、光學設計等因素限制，需解決以實現更智能發展，成為汽車標配。