ההולוגרפיה היא בעיקרה תהליך דו שלבי:

1. הקלטת ההולוגרמה המתבטאת ברישום המידע מהגוף המצולם על לוח הצילום.
2. שיחזור ההולוגרמה המתבטא בשיחזור המידע שנרשם בזמן הקלטת ההולוגרמה, ויצירת הדמות התלת ממדית של הגוף המצולם.

בעמודים הבאים מתואר כל שלב, ולאחר מכן ניתן הסבר פיזיקלי על היווצרות התמונה התלת ממדית.