Papildytos realybės stebėjimas seka žmogaus galvos padėtį, kad ekrane ar aplinkoje būtų pateikiami atitinkami vaizdai. Tinkamos sekimo sistemos sukūrimas yra labai svarbus vaizdų registravimui, siekiant užtikrinti, kad padidinta perdanga atitiktų vartotojo padėtį aplinkoje. Jei vartotojas nėra tinkamai sekamas, realizmo pojūtis gali nutrūkti, o aplinkos iškraipymai gali sukelti pykinimą ar sutrikusią orientaciją. Šios srities mokslininkai taiko keletą metodų, iš kurių vieni populiariausių yra ant galvos tvirtinami ekranai.
Papildytos realybės aplinkoje esantys žmonės mato papildomų funkcijų už juos supančio pasaulio ribų. Tai gali būti naudojama žaidimams, taip pat tokiai veiklai kaip daugialypės terpės pristatymai ar tyrimų programos, kuriose skaitmeniniai duomenys gali būti išdėstyti visoje aplinkoje. Pavyzdžiui, palydovinės navigacijos sistemoje gali būti komentarų, kurie nukreiptų vartotoją į konkrečią vietą arba padėtų žmonėms rasti išteklius.
Norint pateikti tikslią informaciją, svarbi sistema besinaudojančio asmens padėtis. Vienas iš papildytosios realybės stebėjimo pavyzdžių yra ant galvos tvirtinamose ekranų sistemose, kurias naudoja kai kurios karinės agentūros. Žmonės pasikliauja ekranais, kad pateiktų informaciją apie tai, kas dalyvauja, ar jie yra draugiški, ar priešiški, ir kokie ištekliai yra prieinami. Kai jie keičia padėtį, sekimo sistema turi būti atnaujinta nauja informacija; Pavyzdžiui, kariui, kuris atsisuka reaguodamas į triukšmą ir pamato žmogų, reikia greito grįžtamojo ryšio, kad jis būtų pažymėtas kaip draugiškas, kad būtų išvengta nelaimingo atsitikimo.
Papildytosios realybės stebėjimui naudojamos sistemos stebi vartotojo galvą erdvėje, naudodamos tokius įrankius kaip giroskopai kampui ir padėčiai nustatyti. Kai galvutė sukasi, sistema gali atnaujinti realiuoju laiku, kad pateiktų grįžtamąjį ryšį, kuris atnaujins skaitmeninius sistemos duomenis. Taip pat galima derinti papildytos realybės stebėjimą su planšetiniu kompiuteriu ar nedideliu asmeniniu kompiuteriu, kad būtų pateiktos nuorodos arba perdengti skaitmeniniai duomenys; Pavyzdžiui, mobilusis telefonas gali rodyti atnaujintą žemėlapį su nuorodomis pagal telefono geografinę padėtį ir orientaciją.
Greitis ir tikslumas yra svarbūs papildytosios realybės stebėjimui. Sistemos taip pat turi gerai integruotis su likusia programos dalimi, kad sumažintų duomenų spragas ar klaidas. Pavyzdžiui, jei galvos sekimo įtaisas neturi būdo atsiskaityti už tai, kad kažkas žiūri tiesiai, žmonės gali pamatyti duomenų skylę, kuri gali suklaidinti arba suklaidinti. Tai gali palaužti realybės jausmą išplėstoje aplinkoje, ištraukti žmones iš žaidimo ar imituojamos aplinkos.