Holografinen muisti on kristalli- tai fotopolymeeripohjainen seuraavan sukupolven muistin tallennustekniikka, joka kilpailee monien muiden kanssa tulevaisuuden tietokonemuistimarkkinoiden määräävästä asemasta. Se on tällä hetkellä tutkimus- ja kehitysvaiheessa, mikä tarkoittaa, että monia onnistuneita prototyyppejä on rakennettu, mutta tekniikkaa parannetaan edelleen eikä sitä ole vielä kaupallistettu. Kaupallistamisen odotetaan tapahtuvan vuoden 2006 lopulla, jolloin sekä Optware että Maxwell julkaisevat Holographic Versatile Disc -versioita, jotka voivat sisältää 200 gigatavua (GB) ja 300 Gt dataa. Muutaman vuoden kuluttua levyn kypsän muodon odotetaan saapuvan markkinoille. Tähän malliin mahtuu lähes 4 teratavua (TB) eli 4000 Gt, ja siihen mahtuu 8,700 tuntia videota.
Kuten muutkin optisen datan tallennusmuodot, holografinen muisti koodaa tiedot laserilla lasereilla. Kuitenkin sen sijaan, että käytettäisiin kuoppia ja uria tietojen tallentamiseen, kuten CD -levylle, holografinen muisti koodataan häiriökuviona kahden laserin välillä. Näitä kahta laseria kutsutaan viite- ja signaalikeilaksi. Signaalisäde pitää tiedot, kun taas vertailusäde pysyy yleensä vakiona. Koska levylle kirjoittaminen luo hologrammin, monimutkaisen 3D -kuvion kiteeseen, riittää, että loistaa vertailusäde levylle tarkassa kulmassa, jotta alkuperäinen kuva voidaan projisoida uudelleen.
Holografinen muistitekniikka kiertää tavanomaisten optisten muistien tallennustekniikoiden rajoituksia hyödyntämällä luonnostaan kolmiulotteista holografiaa datan koodaamiseen perinteisen 2D-luku- ja kirjoituslasersäteen sijaan. Tämä tarkoittaa, että kiteen koko tilavuus voidaan teoriassa käyttää holografisen muistitiedon koodaamiseen, vaikka käytännössä tämä ei ole mahdollista. Silti mikä tahansa kolmiulotteisuuden aste on suuri etu optiselle muistin tallennustekniikalle, joka riittää asettamaan holografisen muistin harppaukset DVD- ja Blu-Ray-tekniikan edellä.
Useita hologrammeja voidaan kerrostaa päällekkäin samassa väliaineessa, mikä tunnetaan nimellä multipleksointi. Kun vertailusäteen kulmaa muutetaan, täysin uusi kuva voidaan koodata ja heijastaa myöhemmin. Jokainen pieni muutos kiteen kulmaan voi synnyttää täysin uuden rekonstruoidun holografisen kuvan, melkein itse kiteen atomien rajaan asti. Holografinen muisti on tekniikka, joka on luonteeltaan erilainen kuin sitä edeltävä.