La holografía es la creación de imágenes tridimensionales llamadas hologramas. El proceso es similar al de la fotografía, excepto que en lugar de grabar una imagen, captura campos de luz. Para iniciar el proceso, se crean dos haces de luz mediante la refracción de un haz de luz dirigido a un espejo. Un rayo se dirige al objeto a documentar, mientras que el otro ilumina el medio de grabación. La interferencia entre estos dos rayos crea una imagen 3D fantasmal cuando se ilumina con un rayo láser.
Cada uno de los rayos utilizados en el proceso de holografía tiene un nombre. El rayo que ilumina el elemento que se va a capturar se llama rayo de objeto. Está compensado por el haz de referencia que brilla sobre el medio de grabación. Una vez que se ha desarrollado el holograma, se muestra haciendo brillar un rayo láser a través de la imagen. Se coloca en la dirección opuesta y en un ángulo idéntico al haz de referencia.
Las imágenes holográficas se registran en placas fotográficas. Aunque el proceso de recopilación de imágenes es algo similar a la fotografía normal, se recopila más información visual sobre el objeto específico que con una fotografía. El efecto disperso de los rayos de luz reflejados captura la profundidad y los detalles que la lente de una cámara no puede grabar. Una cámara captura una imagen utilizando luz que no penetra en los ángulos del objeto, sino que ilumina toda el área, ya sea de forma natural o mediante iluminación artificial.
Como los rayos de luz utilizados en la holografía solo se enfocan en ciertos objetos, el entorno no se incluye en la imagen capturada. La placa fotográfica registra la interferencia visual que resulta de la luz que incide en el objeto. No captura el objeto tal como aparece a simple vista.
Para que la holografía funcione correctamente, los haces de luz deben ser estables durante todo el proceso de captura de imágenes, un estado conocido como coherencia. Por esta razón, los láseres tienden a ser la fuente más utilizada porque es más fácil mantenerlos completamente quietos. Sin embargo, se pueden utilizar otras fuentes de luz. Es posible utilizar dos fuentes de luz cualesquiera para crear un holograma siempre que puedan mantener una longitud de coherencia suficiente.
Para que un holograma se muestre correctamente, la luz debe iluminarse a través de la imagen capturada precisamente donde se dirigió originalmente el haz de referencia. De lo contrario, la imagen se distorsionará. Una vez que el rayo está en su lugar, la placa con la imagen capturada se puede mover para mostrar otros lados del objeto como si todavía estuviera presente.