全息術最早於1947年由英國物理學家Denise Gabor（1900-1979）發現，並因此獲得了1971年的諾貝爾物理學獎。其他物理學家也進行了很多開創性的工作，例如Mieczyslaw Wolfke解決了之前的技術問題，以使優化有了可能。這項發現其實是英國壹家公司在改進電子顯微鏡的過程中不經意的產物（專利號GB685286）。這項技術最開始使用的仍然是電子顯微鏡，所以最開始被稱為“電子全息圖”。作為光學領域的全息圖直到1960年激光技術發明後才得以開始。
第壹張記錄了三維物體的全息圖是在1962年由Yuri Denisyuk、Emmett Leith、Juris Upatnieks在美國拍攝的。
全息圖有很多種，例如投射全息圖、反射全息圖、彩虹全息圖等等。