全息照相是利用波的干涉记录波的振幅和相位的照相。这与普通照相不同，是利用光的干涉原理，把一束相干光（通常用激光）分解成两束：一束照射到被摄物体上，从物体反射的光照射到感光片上；另一束则从不同的方向直接照射到感光片上，这束光称为参考光。用感光片记录下参考光和物体反射光互相干涉形成的干涉条纹，即记录了反射光波的全部信息（振幅和相位）。这种照相称为“全息图”，全息图没有被摄物体的形象，用显微镜可以看出其上布满了干涉条纹。这种干涉条纹十分细密，所以须用高分辨本领的感光材料作全息照相的记录介质。如用与原来参考光相同的光束照射全息图，则光束通过全息图上的干涉条纹（相当于衍射光栅）发生衍射，若对着原来的物体光波传播的方向上观察，可见物体的虚像，好像物体仍在原处。衍射后还有一会聚的光波，可在屏上形成物体的实像，称为“共轭像”。这种重新构成原光波的效应称为“波前重建”。全息照相再现的图像具有三维立体感。这是因为在波前重建过程中再现了具有原来的三维空间特性的物光波。