Holografija – tai trimačių vaizdų, vadinamų hologramomis, kūrimas. Procesas yra panašus į fotografavimo procesą, išskyrus tai, kad užuot įrašęs vaizdą, jis fiksuoja šviesos laukus. Norint pradėti procesą, lūžus vienam šviesos pluoštui, nukreiptam į veidrodį, sukuriami du šviesos pluoštai. Vienas spindulys nukreipiamas į dokumentuojamą objektą, o kitas apšviečia įrašymo laikmeną. Trikdžiai tarp šių dviejų spindulių sukuria vaiduoklišką 3D vaizdą, kai jis apšviečiamas lazerio spinduliu.
Kiekviena holografijos procese naudojama sija turi pavadinimą. Spindulys, kuris apšviečia fiksuojamą objektą, vadinamas objekto spinduliu. Jį kompensuoja atskaitos spindulys, kuris šviečia įrašymo laikmenoje. Sukūrus hologramą, ji rodoma šviečiant lazerio spindulį per vaizdą. Jis dedamas priešinga kryptimi ir kampu, identišku atskaitos pluoštui.
Holografiniai vaizdai įrašomi į fotoplokštes. Nors vaizdų rinkimo procesas yra šiek tiek panašus į įprastą fotografiją, vaizdinės informacijos apie konkretų objektą surenkama daugiau nei su nuotrauka. Atsispindėjusių šviesos spindulių išsklaidytas efektas užfiksuoja gylį ir detales, kurių fotoaparato objektyvas negali įrašyti. Kamera fiksuoja vaizdą naudodama šviesą, kuri neprasiskverbia pro objekto kampus, o apšviečia visą plotą natūraliai arba per dirbtinį apšvietimą.
Kadangi holografijoje naudojami šviesos pluoštai sufokusuoja tik tam tikrus objektus, aplinka į užfiksuotą vaizdą neįtraukiama. Fotografinė plokštelė užfiksuoja vizualinius trukdžius, atsirandančius dėl šviesos patekimo į objektą. Jis neužfiksuoja objekto taip, kaip atrodo plika akimi.
Kad holografija veiktų tinkamai, šviesos spinduliai turi būti stabilūs viso vaizdo fiksavimo proceso metu, ši būsena vadinama darna. Dėl šios priežasties lazeriai yra dažniausiai naudojamas šaltinis, nes juos lengviau išlaikyti visiškai nejudančius. Tačiau gali būti naudojami ir kiti šviesos šaltiniai. Hologramai sukurti galima naudoti bet kuriuos du šviesos šaltinius, jei jie gali išlaikyti pakankamą darnos ilgį.
Kad holograma būtų tinkamai rodoma, šviesa turi būti apšviesta per užfiksuotą vaizdą tiksliai ten, kur iš pradžių buvo nukreiptas atskaitos spindulys. Priešingu atveju vaizdas bus iškraipytas. Kai spindulys yra vietoje, plokštę su užfiksuotu vaizdu galima perkelti, kad būtų rodomos kitos objekto pusės, tarsi jis vis dar būtų.