全息学的原理适用于各种形式的波动，如X射线、微波、声波、电子波等。目前最常用的光源是投影机，因为一来光源亮度相对稳定，二来，投影机还具有放大影像的作用，作为全息展示非常实用。
只要这些波动在形成干涉花样时具有足够的相干性即可。光学全息术可望在立体电影、电视、展览、显微术、干涉度量学、投影光刻、军事侦察监视、水下探测、金属内部探测、保存珍贵的历史文物、艺术品、信息存储、遥感，研究和记录物理状态变化极快的瞬时现象、瞬时过程（如爆炸和燃烧）等各个方面获得广泛应用。 科学家研发出了红外、微波和超声全息技术，这些全息技术在军事侦察和监视上有重要意义。
在一些战斗机上配备有此种设备，它们可以使驾驶员将注意力集中在敌人身上。全息照相则能给出目标的立体形象，而一般的雷达只能探测到目标方位、距离等，，这对于及时识别飞机、舰艇等有很大作用。 全息摄影不仅记录了物体上的反光强度，也记录了位相信息。因此，一张全息摄影图片即使只剩下一小部分，依然可以重现全部景物。这对于博物馆，图书馆等保存藏品图片等，非常方便。在超大屏幕的影院里，戴上特制的眼镜，以超大立体画面配合环绕立体声音效让观众本身融入影片中，带来身临其境的真实感。
另外，由于全息摄影技术能够记录物体本身的全部信息，存储容量足够大，因此，作为存储的载体，全息存储技术也可以应用于图书馆、学校等机构的文档资料保存。
与传统的3D显示技术相比，全息影像技术无需戴专门的偏光眼镜，不仅给观众带来了方便，同时也降低了成本。而且立体显示方式能够将展品以多视角的方式介绍给观众，更加直观。
由于可见光在大气或水中传播时衰减很快，在不良的气候下甚至于无法进行工作。为克服这个困难发展出红外、微波及超声全息技术，即用相干的红外光、微波及超声波拍摄全息照片，然后用可见光再现物象，这种全息技术与普通全息技术的原理相同。技术的关键是寻找灵敏记录的介质及合适的再现方法。 全息照相的方法从光学领域推广到其他领域。如微波全息、声全息等得到很大发展，成功地应用在工业医疗等方面。地震波、电子波、X射线等方面的全息也正在深入研究中。
同时全息摄影可应用于工业上进行无损探伤，超声全息，全息显微镜，全息摄影存储器，全息电影和电视等许多方面。
全息技术不仅可制出惟妙惟肖的立体三维图片美化人们的生活，还可将其用于证券、商品防伪、商品广告、促销、艺术图片、展览、图书插图与美术装潢、包装、室内装潢、医学、刑侦、物证照相与鉴别、建筑三维成像、科研、教学、信息交流、人像三维摄影及三维立体影视等众多领域，近年来还发展成为宽幅全息包装材料而得到了广泛的应用。
