Holografia on kolmiulotteisten kuvien luomista, joita kutsutaan hologrammeiksi. Prosessi on samanlainen kuin valokuvaus, paitsi että se tallentaa kuvan sijaan valokenttiä. Prosessin aloittamiseksi kaksi valonsädettä luodaan taittamalla yksi peiliin suunnattu valonsäde. Toinen säde on suunnattu dokumentoitavaan kohteeseen ja toinen valaisee tallennusvälinettä. Näiden kahden säteen välinen häiriö luo aavemaisen 3D -kuvan, kun se valaistaan lasersäteellä.
Jokaisella holografiaprosessissa käytetyllä säteellä on nimi. Sädettä, joka sytyttää kaapattavan kohteen, kutsutaan kohdesädeksi. Sitä kompensoi tallennusvälineellä loistava vertailusäde. Kun hologrammi on kehitetty, se näytetään heijastamalla lasersäde kuvan läpi. Se on sijoitettu vastakkaiseen suuntaan ja kulmaan, joka on identtinen vertailupalkin kanssa.
Holografiakuvat tallennetaan valokuvalevyille. Vaikka kuvien keräämisprosessi on jonkin verran samanlainen kuin tavallinen valokuvaus, tietystä kohteesta kerätään enemmän visuaalista tietoa kuin valokuvalla. Heijastuneen valonsäteen hajanainen vaikutus kuvaa syvyyttä ja yksityiskohtia, joita kameran linssi ei voi tallentaa. Kamera ottaa kuvan valolla, joka ei läpäise kohteen kulmia, vaan valaisee koko alueen joko luonnollisesti tai keinotekoisella valaistuksella.
Koska holografiassa käytetyt valonsäteet keskittyvät vain tiettyihin kohteisiin, ympäristö ei sisälly otettuun kuvaan. Valokuvalevy tallentaa visuaaliset häiriöt, jotka johtuvat valon osumisesta kohteeseen. Se ei kaappaa kohdetta sellaisena kuin se näkyy paljaalla silmällä.
Jotta holografia toimisi oikein, valonsäteiden on oltava vakaita koko kuvankaappausprosessin ajan, mikä tunnetaan koherenssina. Tästä syystä laserit ovat yleensä yleisimmin käytetty lähde, koska ne on helpompi pitää täysin paikallaan. Muita valonlähteitä voidaan kuitenkin käyttää. On mahdollista käyttää mitä tahansa kahta valonlähdettä hologrammin luomiseen niin kauan kuin ne voivat säilyttää riittävän yhtenäisen pituuden.
Jotta hologrammi voidaan näyttää oikein, valon on paistava otetun kuvan läpi juuri sinne, missä vertailusäde oli alun perin suunnattu. Muussa tapauksessa kuva vääristyy. Kun palkki on paikallaan, tallennettua kuvaa sisältävää levyä voidaan siirtää näyttämään kohteen muut puolet ikään kuin se olisi edelleen läsnä.