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XR是随着计算机图形与仿真技术的不断发展而产生的，沉浸式技术是其发展的基石。VR技术首先诞生，随之又衍生出AR和MR等。
区别于传统的超文本、平面图像等二维媒介及传统的3D图像、视频等三维媒介，沉浸式技术依托跨媒介、非结构化的视觉、听觉、触觉等多感官刺激途径，进一步解放人的感性思维，激发人的创造性思维。而在技术深度融合的大背景下，更具包容性的扩展现实“横空出世”，将VR、AR、MR等诸多人们熟悉的沉浸式交互技术融合在一起，以实现虚拟世界与现实世界之间的无缝转换。
XR最早出现于1961年Charles Wyckoff为其XR视频所撰写的专利文件中 [3] ，该视频呈现的是常人不能见到的景象（如核爆炸等）；而在1991年，Wyckoff与Mann等合作，为了增强人的感官能力，通过结合相关高动态范围图像处理技术与VR、AR技术，打造可以显示“XR”视觉画面的头戴式显示器（Head Mounted Display，HMD，简称头显） [4] 。2010年，索尼公司将术语“XR”“X-Reality”“X-REALITY”以及“XREALITY”注册为商标，并应用在带有增强现实功能的“Xperia”系列机型智能手机中；同时，高通公司将“XR”定义为新一代移动计算平台。从哲学角度讲，XR是创造人类“虚实融合”的新世界模式，尤其强调扩展现实中人类的自由意志活动。
作为沉浸式虚拟与现实融合技术的总称，从XR中演绎出VR、AR、MR等不同的技术分支：VR能让人完全沉浸在虚拟环境中；AR能创建一个叠加虚拟内容的世界，但不能与真实环境交互；MR则是虚拟与现实的混合体，能创造可以与真实环境交互的虚拟物体。
●VR：以声音和视觉为主导，通过计算机模拟虚拟环境而给人以环境沉浸感，是一种多源信息融合的、交互式的、三维动态实景和实体行为的系统仿真。在此仿真系统中，用户必须佩戴VR头显才能获得一个360°的模拟世界视图。
●AR：是一种实时根据现实世界的位置和角度，并加上相应的虚拟图像、三维物体的技术。简单而言，就是在真实空间里叠加虚拟物体，把虚拟信息（如物体、图片、视频、声音等）映射在现实环境中。
●MR：是对VR和AR的进一步发展，指的是现实世界数字化，并与虚拟世界融合所产生的新世界，虚拟物体和现实世界的对象共存并且可以实时交互。
根据上述概念可知，MR和AR的区别在于：在AR的世界里，呈现在真实世界里的虚拟物体，并不会因为用户位置改变而发生位移，它们的位置其实是相对固定的；在更高级的MR世界里，用户很有可能分不清哪一个是虚拟物体，哪一个是现实物体。VR、AR、MR对比见表1-3。
表1-3 VR、AR、MR对比
不过，在实际产品中，AR发展的高端层次，也是要对真实世界进行虚拟数字化处理，因此MR和AR有时是浑然一体的，而且MR中的关键技术都是以AR技术为基础的。从这个角度看，XR从技术本质上可以分为虚拟沉浸式技术的VR和将虚拟与现实结合的AR（包括MR）。正是因为XR是虚拟与现实融合的技术，拓展了人类生产和生活的现实局限，因此具有情景感知、感官代入、直观交互及编辑现实等特征 [5] 。
（1）情景感知：情景感知不同于实境感知，实境感知只是强调对周围环境各种量化信息的获取、分析和处理，而情景感知则关注人本身在体验过程中所产生的心理反应，并进行适当的自我调整。
（2）感官代入：XR技术能将现实世界与数字世界融为一体，创造真实世界的虚拟感觉以及虚拟世界中的真实感觉，使人体验与现实生活一样的物体触感。
（3）直观交互：XR技术追求的直观交互要求与技术互动应该是自然而然的，直观交互的设计，包含手势交互、语音交互、姿态交互、眼动交互及脑机交互5个不同维度。
（4）编辑现实：可以改变虚拟物体对象的属性，使其呈现非静态化的特征，以此实现与现实环境的双向对话。