全息图是三维的，看起来有深度的摄影图像。全息图的工作原理是，从不同的参考点看到同一物体的两张叠加的二维图片组成一幅图像。全息术需要使用单一精确波长的光，因此必须使用激光。在反射全息图中，可以在普通光、两束激光和一块照相底片下观察物体的全息图。

全息照相中使用的两个激光束都通过光束分配器，光束分配器将激光像手电筒一样散开。光束的相干性消失了，但它仍然是一个精确的波长。一束光线从侧面照亮物体。另一束被称为参考光束，穿过照相底片，迎面击中物体，类似于传统相机拍摄二维图像的方式。来自参考光束的反射光在照相底片上留下图像或全息图，但物体从侧光束反射的光也会留下图像或全息图。结果是一个照相底片同时记录了两幅图像，形成了全息图。

当观看任何物体时，人眼都会从略微偏移的参考点接收到一幅清晰的图像。大脑将它们组合成一个三维图像。全息图人为地产生同样的效果。

显影后，全息图被印在一组超薄的弯曲银板上，这些银板用于衍射光。衍射就是棱镜所做的——它将多波长白光分解成每个特定波长。当白光照射到银板上时，反射会衍射成每种特定的颜色，从而产生两个由颜色组成的偏移图像，这些颜色大致反映了原始对象的外观。结果是一个三维图像，一个全息图。全息图由两幅原始图像之间的干涉图样组成。

由于复制全息图极其困难，全息图经常用于信用卡上的安全目的。