Holografinė saugykla yra duomenų saugyklos tipas, kuriame naudojama šviesa ir holografija, siekiant sukurti duomenų saugyklą, kuri gali būti žymiai didesnė ir greitesnė nei magnetinės ar optinės saugojimo priemonės. Daugybė skirtingų kompanijų dirbo kurdamos saugojimo įrenginius, naudojančius holografiją duomenims rašyti ir skaityti. Galiausiai, nepaisant galimos naudos, būdingos tokio tipo saugyklai, kitos duomenų saugojimo galimybės gali pasirodyti iš karto įmanomos ir ekonomiškesnės. Holografinė saugykla gali būti naudojama tiek vieno įrašymo laikmenai, tiek perrašomai saugyklai, nors pastarajai reikėtų šiek tiek sudėtingesnės technologijos.
Holografija yra šviesos, paprastai dviejų skirtingų šviesos ar energijos pluoštų, naudojimas, norint sukurti vaizdo ar duomenų „įrašymą“, kurį vėliau galima atkurti naudojant šviesą. Tai istoriškai buvo naudojama trimačiams (3D) holografiniams vaizdams gaminti, naudojant šviesą, kuriant objekto „įrašymą“ ant paviršiaus, pagaminto iš šviesai jautrios medžiagos. Tada 3D vaizdą galima atkurti naudojant tik šviesą.
Holografinis saugojimo įrenginys naudotų tą pačią technologiją „įrašams“ kurti ne tam, kad būtų sukurti 3D vaizdai, o tam, kad būtų saugomi duomenys apie šviesai jautrias medžiagas, kurios vėliau galėtų būti talpinamos standžiajame diske ar panašiame saugojimo įrenginyje. Iš esmės naudojami du lazerio spinduliai: vienas vadinamas atskaitos pluoštu, o kitas – apšvietimo arba signalo pluoštu. Du spinduliai sukuria interferencinį modelį, kuris įspaudžiamas šviesai jautrioje medžiagoje, kaip ir kuriant holografinį vaizdą. Naudojant kitą lazerio spindulį tuo pačiu kampu, holografinėje saugykloje esantys duomenys gali būti nuskaitomi ir rodomi kompiuterio ekrane taip pat, kaip duomenys gaunami iš magnetinio ar optinio saugojimo įrenginio.
Optiniai ir magnetiniai saugojimo metodai įrašo duomenis į atskirų informacijos bitų eilutes, o holografinis saugojimas naudoja tą patį procesą. Tačiau nedidelėje holografinėje saugykloje naudojamame plote gali būti daug duomenų, kurie veiksmingai persidengia ir gali būti pasiekiami keičiant naudojamų spindulių kampą. Tai reiškia, kad toks pat fizinės erdvės kiekis, naudojamas holografijoje, gali saugoti daug daugiau duomenų nei įmanoma, palyginti su magnetine ar optine saugykla.
Holografinė saugykla taip pat gali lygiagrečiai pasiekti duomenų bitus per šviesos spindulį, o ne po vieną bitą, todėl duomenų įrašymas ir gavimas yra žymiai greitesnis nei kitos laikmenos. Tačiau dauguma šviesai jautrios medžiagos gali pateikti tik vieną duomenų įrašymą, nors informaciją būtų galima perskaityti daugybę kartų ir greičiausiai ji truks iki šimtmečio. Tam tikrų tipų kristalai gali būti naudojami perrašomai holografinei saugyklai, nes kai kurie kristalai turi savybių, vadinamų fotorefrakciniu efektu, leidžiančių hologramas įrašyti kelis kartus ir keisti.