全息攝影的原理是，當波長和相位相同的相關光束重疊時，會相互幹涉，在照相底片上產生精細的幹涉條紋圖案(全息圖)。顯影後，在壹個波列(參考光束)的照射下，光存儲將起到衍射光柵的作用，再生出其他波列，從而通過全息圖的底板在被攝物體的位置看到完整的三維實像。
在物光垂直入射的全息圖中，物光是由激光束在擴散和散射面上的折射產生的，與全息底板上反射的參考光重疊，將來也可用於再現。與第壹次曝光狀態相比，如果物體有輕微的移動或變形，這種狀態下的物光也會相互偏移。從觀察者的角度來看，物體似乎被幹涉條件所覆蓋。
如果不通過顯影全息圖(實時法)觀察變化，而是通過事後兩次曝光觀察全息圖上存儲的不同狀態，同樣可以得到類似的靜態印像。這兩種方法都叫做全息幹涉測量法。
可以看出，幹涉條紋的形狀和數量分別提供了關於表面上的位移和變形的信息。這些條紋可以通過攝影或膠片技術來確定，從而做出定性的評價，也可以考慮全息圖的幾何比例，通過相關計算進行定量估算。
特點:
記錄底片的所有信息。雖然立體彩色照片看起來明亮、分明、立體，但它仍然是壹個片面的圖像，再好的立體照片也代替不了實物。比如壹張方形木塊的立體照片，無論我們怎麽改變觀察角度，都只能看到照片中的畫面。
但是全息圖是不同的。只要改變觀察角度，我們就可以看到這個正方形的六個面。因為全息技術可以將物體的所有幾何特征記錄在底片上，這也是全息術最重要的特點。
全息術的第二個特點是，妳可以通過壹個光點知道整個畫面。當全息圖損壞時，即使大部分損壞，我們仍然可以從剩余的壹半看到這個全息圖中原始物體的全貌。這對於普通照片來說就不好了，即使丟了壹個角，也看不到那個角上的圖。