Laser holografi adalah bagian dari sistem fotografi yang menghasilkan gambar tiga dimensi (3D) dari suatu objek menggunakan sinar laser untuk menerangi dan merekam fitur-fiturnya, dan film khusus untuk mengembangkannya dalam bentuk yang memberikan kedalaman gambar dan tampilan yang berbeda ketika dilihat dari sudut yang terpisah. Bentuk awal sistem laser holografi hanya menggunakan satu laser dan menghasilkan gambar monokromatik, biasanya dalam warna hijau terang. Teknologi holografik baru yang berkembang menjadi aplikasi praktis pada 2011, namun menggunakan laser merah, hijau, dan biru, serta sumber cahaya putih, untuk menghasilkan gambar 3D yang menampilkan warna alami objek yang dipindai.
Film yang digunakan dalam pembuatan hologram dasar biasanya merupakan jenis film hitam-putih kontras tinggi dengan lapisan perak halida. Bentuk material canggih yang dapat merekam gambar, seperti gelatin dikromat, plastik sensitif foto, atau kristal ferro-elektrik, menghasilkan gambar yang lebih cerah, tetapi mungkin tidak memiliki kedalaman sebanyak efek yang dihasilkan film perak halida. Sistem laser holografi berbasis film menciptakan apa yang dikenal sebagai hologram refleksi yang dapat dilihat dalam cahaya biasa seperti foto biasa, kecuali bahwa mereka memiliki tampilan 3D.
Perbedaan antara menggunakan laser holografi untuk merekam gambar pada film dan kamera standar untuk melakukannya adalah bahwa proses holografik melibatkan perekaman dua sumber cahaya yang tumpang tindih pada satu bagian film. Laser dibagi menjadi dua sinar karena menargetkan film, satu yang menargetkan film dan satu lagi yang menerangi objek yang difoto. Mereka kemudian berinteraksi pada film dan menyebabkan pola interferensi yang menciptakan gambar 3D yang belum sempurna.
Setengah dari sinar laser disalurkan melalui lensa dan dipantulkan dari cermin untuk berdampak langsung pada film dan tidak menyentuh objek yang difoto sama sekali; ini disebut balok referensi. Separuh sinar laser lainnya diarahkan langsung ke objek yang direkam, yang dikenal sebagai sinar objek. Saat sinar objek ini mengenai objek, sebagian cahayanya secara alami dipantulkan kembali darinya dan juga ke film. Kedua berkas cahaya ini kemudian berinteraksi melalui pola interferensi konstruktif pada permukaan film secara bersamaan, merekam bayangan objek dari dua sudut yang berbeda, karena kedua berkas tersebut berasal dari sudut yang berbeda. Gambar yang direkam ini memiliki efek tumpang tindih yang memberikan kesan mendalam, dan begitulah semua hologram awal dibuat.
Versi yang lebih maju dari teknologi laser holografi menggunakan tiga warna laser — merah, biru dan hijau — dan cahaya putih untuk menghasilkan gambar dengan warna yang sebenarnya. Jenis laser holografi ini menghasilkan hologram transmisi, yang, dalam beberapa kasus, hanya dapat dilihat dengan menyalakan laser itu sendiri untuk membuat ulang gambar. Ketiga laser berwarna diarahkan ke objek untuk menciptakan pola interferensi, karena objek memantulkan kembali bagian cahaya ini. Cahaya putih juga menyinari film perak halida untuk merangsang cahaya yang dipantulkan dari laser yang mengenainya, menghasilkan campuran warna yang menyerupai warna sebenarnya dari objek itu sendiri.
Ilmu holografi laser telah dikembangkan sejak tahun 1960-an, dan masih memiliki jarak hingga tahun 2011 sebelum dapat menghasilkan gambar objek 3D yang besar dan benar-benar berwarna. Saat ini, menghasilkan gambar 3D penuh warna dari objek seukuran apel kecil adalah batas teknologi. Laser holografi pada 2011 hanya dapat merekam objek diam juga, karena gerakan apa pun segera mengaburkan gambar tanpa bisa dikenali.