Τα ολογράμματα είναι φωτογραφικές εικόνες που είναι τρισδιάστατες και φαίνεται να έχουν βάθος. Τα ολογράμματα λειτουργούν δημιουργώντας μια εικόνα που αποτελείται από δύο επάλληλες δισδιάστατες εικόνες του ίδιου αντικειμένου που φαίνονται από διαφορετικά σημεία αναφοράς. Η ολογραφία απαιτεί τη χρήση φωτός ενός μόνο ακριβούς μήκους κύματος, επομένως πρέπει να χρησιμοποιούνται λέιζερ. Στα ολογράμματα ανάκλασης, το είδος ολογραφίας που μπορεί να προβληθεί σε κανονικό φως, δύο ακτίνες λέιζερ και μια φωτογραφική πλάκα χρησιμοποιούνται για τη λήψη εικόνας του αντικειμένου.
Και οι δύο ακτίνες λέιζερ που χρησιμοποιούνται σε ένα ολόγραφο περνούν μέσα από διαστολείς δέσμης, οι οποίοι διαχέουν το φως λέιζερ έξω σαν φακός. Η συνοχή της δέσμης χάνεται, αλλά παραμένει ένα ακριβές μήκος κύματος. Η μία δέσμη φωτίζει το αντικείμενο από το πλάι. Η άλλη δέσμη, γνωστή ως δέσμη αναφοράς, ταξιδεύει μέσα από μια φωτογραφική πλάκα και χτυπά το αντικείμενο κατά μέτωπο, παρόμοιο με τον τρόπο με τον οποίο μια συμβατική κάμερα τραβάει μια εικόνα 2-D. Το ανακλώμενο φως από τη δέσμη αναφοράς αφήνει μια εικόνα, ή ολόγραμμα, στη φωτογραφική πλάκα, αλλά το ίδιο κάνει και το φως που ανακλάται από το αντικείμενο από την πλευρική δέσμη. Το αποτέλεσμα είναι μια φωτογραφική πλάκα που καταγράφει δύο εικόνες ταυτόχρονα, δημιουργώντας ένα ολόγραμμα.
Κατά την προβολή οποιουδήποτε αντικειμένου, τα ανθρώπινα μάτια λαμβάνουν το καθένα μια ξεχωριστή εικόνα, από ελαφρώς μετατοπισμένα σημεία αναφοράς. Ο εγκέφαλος τα συνδυάζει σε μια τρισδιάστατη εικόνα. Το ολόγραμμα παράγει το ίδιο αποτέλεσμα τεχνητά.
Όταν αναπτυχθεί, το ολόγραμμα εκτυπώνεται σε ένα σετ από εξαιρετικά λεπτές καμπύλες ασημένιες πλάκες, οι οποίες είναι κατασκευασμένες για να περιθλά το φως. Η περίθλαση είναι αυτό που κάνει ένα πρίσμα — διαιρεί το λευκό φως πολλαπλών μηκών κύματος σε κάθε συγκεκριμένο μήκος κύματος. Όταν το λευκό φως προσπίπτει στις ασημένιες πλάκες, οι αντανακλάσεις διαθλώνται σε κάθε συγκεκριμένο χρώμα, δημιουργώντας δύο εικόνες μετατόπισης που αποτελούνται από χρώματα που αντανακλούν κατά προσέγγιση αυτό που έμοιαζε το αρχικό αντικείμενο. Το αποτέλεσμα είναι μια τρισδιάστατη εικόνα, ένα ολόγραμμα. Το ολόγραμμα αποτελείται από το μοτίβο παρεμβολής μεταξύ των δύο αρχικών εικόνων.
Επειδή η αντιγραφή ενός ολογράμματος είναι εξαιρετικά δύσκολη, τα ολογράμματα χρησιμοποιούνται συχνά για λόγους ασφαλείας στις πιστωτικές κάρτες.