全息這項技術可以被用於光學儲存、重現，同時可以用來處理信息。雖然全息術已經廣泛用於顯示靜態三維圖片，但是使用三維體全息仍然不能任意地顯示物體。
全息術最早與1947年由匈牙利物理學家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。
普通照相，只能記錄物體光場的強度（復振幅模的平方），它不能表征物體的全部信息。采用全息方法，同樣也是記錄光場的強度，但它是參考光和物光幹涉後的強度。對采用如此方法記錄下來的光強（晶體或全息膠片中），利用參考光再現時，可以將全面表征物體信息的物光的復振幅表現出來。
其制作過程如下。
對壹束相幹光（頻率嚴格壹致，表現為可以產生明顯的幹涉作用）進行1：1分光，照射到拍攝物體的稱為物光，另壹束稱為參考光。保證光程（光走的距離）近似相同的情況下，使在物體上反射的物光和參考光在晶體（或者全息底片）上進行幹涉。
觀察的時候只要使用參考光照射全息底片，即可在全息底片上觀測到原來的三維物體。
這是最簡單的全息圖原理，此外，還有白光（指非相幹光源，例如燈光、日光）即可再現的全息圖（廣泛應用於防偽標識），彩色全息圖（可以用白光再現被攝物體的顏色）等等。這些全息圖的制作過程相當復雜。
雖然全息圖通常指三維光學全息圖，但這是壹個誤解。除此之外，聲場也可以被制作成全息圖。