View-Master3D观影器
在文艺复兴时期，对于欧洲艺术中透视法的发展和查尔斯·惠斯通爵士发明的实体镜被视为虚拟实境的先驱。1935年，美国小说家格劳曼·斯坦利·温鲍姆（英语：Stanley G. Weinbaum）的科幻小说《皮格马利翁的眼镜》（Pygmalion's Spectacles）[6]，被认为探讨虚拟现实系统的第一部科幻作品，简短的故事中详细地描述了包括嗅觉、触觉和全息护目镜为基础的虚拟现实系统。
1950年至1970年
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1950年代，莫顿·海利希（英语：Morton_Heilig）提出了一种“体验剧场”的概念，旨在以全方位的方式包含所有感官，让观众完全融入萤幕上的活动。他于1962年建造了他构想的原型，被称为“Sensorama（英语：Sensorama）”的机械装置，同时制作了五部跨足多种感官，包括视觉、听觉、嗅觉和触觉的短片作为展示。此外，海利希还发明了他所称的“遥视头盔”（1960年申请专利），该头盔被描述为“用于个人使用的望远镜电视装置...观众可以完全感受到现实感，即彩色的移动三维图像，拥有100％的周边视野，双耳立体声声音，气味和微风。”[7]
1968年，伊凡·苏泽兰在他的学生罗伯特·F·斯普罗（英语：Bob Sproull）的协助下，创造了被广泛认为是用于沉浸式模拟应用的第一个头戴式显示器系统，名为《达摩克利斯之剑》。该系统在用户界面和视觉写实性方面相对原始，而用户佩戴的头戴式显示器非常沉重，必须悬挂在天花板上，技术上来说，这个装置可被视为一种扩增实境设备，因为它具有光学通过功能。该装置所呈现的虚拟环境是一个由简单的线框模型构成的房间。[8]
1970年至1990年
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1970年至1990年期间，虚拟实境主要提供用于医学、飞行模拟、汽车工业设计和军事培训等用途的设备。[9]
艾姆斯研究中心于1985年所设计的LEEP虚拟实境眼镜。
在1977年至1984年间，大卫·艾姆（英语：David Em）成为NASA喷气推进实验室首位制作可导航虚拟世界的艺术家。他创建的阿斯彭电影地图（英语：Aspen Movie Map）是一个粗糙的虚拟旅游（英语：Virtual_tour）系统，允许用户在三种街头模式（夏季、冬季和三维）中徜徉科罗拉多州阿斯彭的街道，他于1978年在麻省理工学院创建。[10]1979年，艾瑞克·豪列特（英语：Eric Howlett）开发了大范围、额外透视（LEEP）光学系统。这一系统创造一个具有足够宽视野的立体影像，以实现令人信服的空间感。用户对系统提供的深度（视野）感觉以及相应的逼真感印象深刻。原始的LEEP系统于1985年为NASA的艾姆斯研究中心重新设计，用于由斯科特·费雪（英语：Scott_Fisher_(technologist)）开发的首个虚拟现实装置VIEW（虚拟互动环境工作站）在此后，LEEP系统为大多数现代虚拟实境眼镜提供了基础。
到了1980年代末，“虚拟实境”这一术语由该领域的现代先驱之一杰伦·拉尼尔普及。拉尼尔于1984年创办了VPL Research（英语：VPL Research）公司，该公司开发了多种虚拟现实设备，如有线手套（英语：DataGlove）、EyePhone、Reality Built For Two（RB2）和AudioSphere。VPL将有线手套技术授权给美泰儿，用于制造威力手套，成为当时最为经济实惠的虚拟实境设备使用。1982年，雅达利有限公司成立了一个虚拟实境研究实验室，然而受到1983年美国游戏业大萧条的影响导致公司在两年后关闭。旗下员工如拉尼尔、托马斯·G·齐默尔曼（Thomas G. Zimmerman）[11]、斯科特·费雪，迈克尔·奈玛克（英语：Michael Naimark）和布兰达·劳雷尔（英语：Brenda Laurel）仍继续从事与虚拟实境相关技术的研究和开发。
1988年，Autodesk的网路空间专案成为首个在低成本个人电脑上实现虚拟实境的项目[12][13]。项目负责人埃里克·古利克森（Eric Gullichsen）于1990年离开公司创立Sense8 Corporation，开发了WorldToolKit虚拟实境软体开发套件[14]，该软体开发套件在电脑上提供了第一个实时材质贴图映射，并在整个产业和领域已广泛应用。[15][16]
在此期间，=虚拟现实并不广为人知，然而随著媒体的报导在80年代末逐渐增加。并针对其概念提出多种讨论，如将其视为赛博朋克社会变革的潜在手段，毒品文化则称赞虚拟现实不仅是一种新的艺术形式，更是一个全新的领域[17]。随著=虚拟现实开始吸引媒体的报导，人们开始意识到虚拟现实潜力。有些媒体甚至将虚拟现实与莱特兄弟发明飞机相比[18]。
1990年至2000年
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1990年代是消费者头戴式设备首次大规模商业发售的时期。1992年，《电脑游戏世界》预测到“到1994年，VR 将成为人们买得起的产品”[19]。
1991年，世嘉宣布推出用于Mega Drive家用游戏机的Sega VR（英语：Sega VR）头戴式设备。该设备使用头盔上的LCD屏幕、立体声耳机和惯性感应器，使系统能够追踪并对用户头部的动作做出反应[20]。同年，Virtuality Group公司推出了虚拟现实娱乐系统（英语：Virtuality_(product)），成为第一个大规模生产、网络化、多人参与的虚拟现实娱乐系统。该系统在全球多个地方推出，包括在内河码头中心设置的电子游乐场。每个娱乐系统系统的成本高达73,000美元，配备头戴式设备和手套，提供了最早的“沉浸式”虚拟现实体验[21]
2010年，IDL高级能源研究中心的CAVE系统
同年，来自电子视觉化实验室（英语：Electronic_Visualization_Laboratory）的卡罗莱纳·克鲁兹-内拉（英语：Carolina Cruz-Neira）、丹尼尔·J·桑丁（英语：Daniel J. Sandin）和托马斯·A·德凡蒂（英语：Thomas A. DeFanti）创建了第一个立方体沉浸式房间，即CAVE自动虚拟环境（英语：Cave_automatic_virtual_environment）。该系统则根据克鲁兹-内拉的博士论文所开发，皆产生一个多投影环境，允许人们看到他们的身体以及与房间中其他物体的关系[22][23]。MIT毕业生兼NASA科学家安东尼奥·梅迪纳则设计了一个虚拟现实系统，可以实时“操控”地球上的火星探测器，尽管存在相当大的延迟。[24]
1992年，妮可·斯坦格（英语：Nicole Stenger）创建了《天使》(Angels)，这是第一部实时互动的沉浸式电影，互动是通过数据手套和高分辨率眼镜实现的。同年，路易斯·罗森堡（英语：Louis Rosenberg）在美国空军阿姆斯特朗实验室（英语：Armstrong_Laboratory）创建了虚拟夹具系统，使用全身外骨骼，实现了物理上逼真的3D混合现实。该系统使物理真实的3D虚拟物体与用户对现实世界的直接视图相结合，实现了第一次真正的扩增现实体验，包括视觉、听觉和触觉[25][26]。
1992年开发的Virtual Fixtures沉浸式AR系统。
到1994年7月，世嘉已经在欢乐城室内主题公园推出了VR-1（英语：VR-1）动态模拟器游乐设施[27]，以及电脑戦记街机游戏。两者均使用了一种先进的头戴式显示器，被称为与Virtuality合作开发的“Mega Visor Display”；;[28][29]它能够在360度立体3D环境中追踪头部运动，由Sega Model 1街机系统板供电。[30]苹果则推出了QuickTime VR，虽然使用了“VR”一词，但无法表示虚拟实境，而是显示360度互动全景。用户可以观看、制作可拖拽的全景照片，并通过在不同角度拍摄的图像来观察物体。
1995年，任天堂的Virtual Boy游戏机发布[31]。西雅图的一个小组创建了名为“虚拟环境剧场”的“CAVE-like”270度沉浸式投影室的公共演示，由企业家切特·达吉特（Chet Dagit）和鲍伯‧雅各森制作[32]。Forté于同年推出了VFX1 Headgear（英语：VFX1 Headgear），这是一款由电脑供电的虚拟实境头戴式显示器。
1999年，企业家菲利普·罗斯代尔（英语：Philip Rosedale）成立了Linden实验室（英语：Linden Lab），最初专注于VR硬件的开发。在早期形式中，该公司努力生产“The Rig”的商业版本，该版本以原型形式呈现为一个笨重的钢制装置，上面安装有多台电脑显示器，用户可以放在肩膀上。该概念后来被改编为基于个人计算机的3D虚拟世界程序《第二人生》。[33]
21世纪
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Google Cardboard
2000年代是相对于商业化的虚拟现实技术而言，公众和投资都比较冷漠的时期。2001年，SAS3或SAS Cube成为第一个桌上型电脑立体空间，由Z-A生产，2001年4月在法国拉瓦尔完成。2007年，谷歌推出Google街景服务，显示越来越多的世界各地全景视图，如道路、室内建筑和农村地区。一个立体3D模式在2010年推出。[34]
2010年-至今
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Oculus Rift原型耳机的内部视图。
2010年，帕尔默·拉奇创办欧酷拉，设计虚拟实境头戴式显示器Oculus Rift。2013年，任天堂申请专利，提出使用虚拟现实技术概念使2D电视拥有更逼真的3D效果。2015年7月，OnePlus成为第一家利用虚拟现实推出产品的公司。他们用虚拟现实的平台推出OnePlus 2，在谷歌应用程序Play商店，YouTube上发布。2016年4月27日，Mojang宣布Minecraft可以在三星Gear VR上使用。
2018年世界行动通讯大会上配戴的HTC Vive耳机。
2013年，Valve发现了低馀晖技术的突破，使得VR内容的无延迟和无拖曳显示成为可能[35]。这一突破被Oculus采用并使用于他们未来的所有耳机中。2014 年初，Valve展示SteamSight原型，该耳机具有独立的1K显示器、低馀晖技术、大面积位置追踪以及菲涅耳透镜[36][37]。2016年，HTC和Valve推出了个人电脑VR眼镜产品HTC Vive和控制器，包括Lighthouse追踪技术，使用壁挂式“基地台”进行位置追踪。[38][39][40][41]
2015年科隆游戏展上配戴的PlayStation VR。
2014年，索尼宣布推出Project Morpheus（后来命名为PlayStation VR），是一款适用于PlayStation 4的虚拟实境头戴装置[50]。同年，Google发布了Cardboard，一种DIY立体检视器，用户将智能手机放在纸板支架中戴在头上。麦可·奈马克（英语：Michael Naimark）成为 Google新VR部门的首位“驻店艺术家”。2015年，一款提供运动追踪和触觉回馈功能的手套Gloveone成功筹集了超过15万美元的Kickstarter资金。同年，雷蛇公司推出了开源虚拟实境（英语：Open_Source_Virtual_Reality）专案。
截止至2016年，至少有230家公司在开发VR相关产品，包括亚马逊、苹果、Facebook、Google、微软、索尼和三星都有专门的AR和VR团队。动态双耳音讯在当年发布的大多数耳机中都很常见，但触觉介面尚未得到很好的发展，大多数硬体包都包含按钮操作的手机以实现基于触控的互动。从视觉上看，显示器的解析度和帧速率仍然足够低，影像仍然可以被识别为虚拟的[42]。2016年7月，指挥家VRconductorVR发布全球首个大空间多人交互VR行业应用[43]。
2016年，HTC发售了第一批HTC Vive SteamVR耳机，标志著基于感测器追踪的第一个主要商业版本，允许使用者在定义的空间内自由移动[44]。根据索尼在2017年提交的一项专利显示，他们正在开发一种与PlayStation VR的Vive类似的位置追踪技术，具有无线耳机的潜力。[45]
2018年1月，上海一个团队首先突破技术难点，于CES大会上推出了商用化的个人8K解析度电脑VR眼镜，两眼各4K，有效消除了近距观看显示器时人眼的纱窗效应。[46][47]2019年，Oculus发布了Oculus Rift S和独立耳机Oculus Quest，这些耳机与前几代耳机中的外部由外向内跟踪不同，而是使用由内向外跟踪。[48]同年，Valve发布了Valve Index，该耳机拥有130°视野、离耳式耳机、可单独追踪手指的控制器等功能。[49]
瑞士VRM公司开发的Robinson R22虚拟实境训练装置[50]。
2020年，Oculus发布了Oculus Quest 2，该耳机具有更清晰的萤幕、更低的价格和更高的性能。Facebook（后来更名为Meta）最初要求用户使用Facebook帐号登入才能使用新耳机[51]。2021年，Oculus Quest 2占所有VR耳机销量的80%。[52]2021年，欧盟航空安全局批准了第一个基于虚拟实境的飞行模拟训练设备，提高了旋翼机飞行员训练的安全性[53]。
2023年，索尼发布了PlayStation VR2，该耳机配备由内而外的追踪、更高解析度的显示器、具有自适应触发器和触觉回馈的控制器以及更宽的视野。[54]同年6月，苹果发表了Apple Vision Pro，这是他们首次涉足VR耳机市场的产品，混合使用AR和VR来产生视觉效果，并且是少数纯粹使用手部追踪而不使用其他控制器的主流耳机之一，支持即时翻译等技术。[55]