全息照相的原理是依据光的干涉原理，利用两束光的干涉记录被摄物体的信息。
全息摄影的原理是基于相同波长和相位的相关光束重叠时，就会相互干涉，在照相底板上产生微细的干涉条纹图（全息图）。显影后，在一束波列（参考光束）的照射下，该光学存储将起到衍射光栅那样的作用，重新产生其它波列，从而通过全息图的底板，在被拍摄物的位置上，就能看到一个完整的三维实像。
在物光垂直入射的全息图中，物光是由激光束在扩散散射表面上折射而产生的，并与反射到全息底板上的参考光重叠，该参考光以后也可用于再现。与第一次曝光状态相比较，如果物体发生了微小的移动或变形，则这种状态下的物光也将相互位移，从观察者看来，该物体好象被干涉条件所覆盖。
如果不是在变化的时候通过已显影全息图进行观察（实时法），而是在事后观察通过两次曝光存储在全息图上的不同状态，也能得到类似的静态印像。这两种都叫做全息干涉法。
可见干涉条纹的形状和数量分别提供了表面上发生的有关位移和变形的信息。这些条纹可用照相或电影技术确定下来，从而作出定性的评价，也可以在考虑全息图几何比例的情况下，通过有关的计算，作出定量估计。
特征：
记录底片全部信息尽管立体彩色照片看上去色彩鲜艳、层次分明，富有立体感，但它总归仍是单面图像，再好的立体照也代替不了真实的实物。比如，一个正方形木块的立体照，不论我们怎样改变观察角度，横看竖看，看到的只能是照片上的那个画面。
但全息照就不同了，我们只要改变一下观察角度，就可以看到这个正方块的六个方面。因为全息技术能将物体的全部几何特征信息都记录在底片上，这也是全息照相最重要的一个特点。
以一斑而知全貌全息照相的第二个特点是能以一斑而知全貌。当全息照片被损坏，即使是大半损坏的情况下，我们仍然可以从剩下的那一小半上看到这张全息照片上原有物体的全貌。这对于普通照片来说就不行，即使是损失一只角，那只角上的画面也就看不到了。