OSH與傳統的數字全息記錄技術相比，有壹些獨特優點。首先，OSH不依賴於物體的散射光與參考光的幹涉。因此OSH可被應用到遙感領域。此外，OSH能以相幹或者非相幹模式運行。對於非相幹模式，目標物的相位信息丟失，但是依然存儲了三維信息。因此非相幹模式的OSH可用於在生物探測領域獲取熒光全息圖。並且，可以通過調整OSH裝置中光瞳的函數形式，對已獲取全息圖以及應用到OSH的幹涉條紋進行修改----這被稱之為光瞳工程，或PSF工程。利用光瞳工程，可在獲取全息圖的過程中，即時地進行全息圖編碼、加密、識別以及濾波。而且，采用OSH可以實現超分辨率，以及斷層重構。OSH在三維顯示和存儲方面也有諸多應用。