לאחר פיתוח הפילם, כאשר מסתכלים ישירות על הפילם, לא ניתן להבחין עליו בתמונת הגוף, אלא רק בכתמי ההתאבכות.

כאשר מקרינים דרך פילם זה קרינה קוהרנטית, באותו כיוון כפי שהייתה "קרן הייחוס", היא מבצעת אינטראקציה עם תופעת ההתאבכות הרשומה על הפילם, ומתקבלת תמונת הגוף המצולם, במקום היחסי לפילם בו היה הגוף המקורי.

התמונה המתקבלת היא תלת ממדית, וכאשר משנים את מיקום עיני הצופה ביחס לפילם רואים תמונה של הגוף המצולם מזווית שונה, מכיוון שעתה מסתכלים בהתאבכות בין קרניים בזוויות שונות.

כל נקודה על ההולוגרמה מכילה את המידע לגבי המרחב המצולם כולו, כפי שהוא נראה מאותה נקודה בה היה הפילם בזמן הקלטת ההולוגרמה.

שיחזור התמונה מבוצע ע"י הקרנת רישום ההתאבכות בקרינה אלקטרומגנטית, ובנייה מחדש של חזית הגל של אלומת הגוף המקורית (Wavefront Reconstruction).

תיאור המנגנון מתואר באיור 10.3 המתאר בחלק a את הקלטת הולוגרמה של שני גופים, ובחלק b את שיחזור התמונה מההולוגרמה שהוקלטה בחלק a.

איור 10.3a: הקלטת הולוגרמה של שני גופים.

איור 10.3b: שיחזור הולוגרמה של שני הגופים.