Princippet bag det holografiske fotografi er i store træk en lyskilde med laserlys.
Lyset spaltes af et halvt gennemskinneligt spejl der lader noget af lyset - referencestrålen - gå direkte til en lysfølsom plade.
Det afbøjede lys ledes mod en genstand hvorfra det reflekteres til samme følsomme plade.
Laserlysets stråler er kohærente ( svinger i takt).
På den lysfølsomme plade mødes referencestrålens lys med lyset der er tilbagekastet fra genstanden og der dannes et interferensmønster på pladen.
Denne plade kaldes nu et hologram.
Hvis dette hologram med interferensmønsteret belyses med kohæret lys vil der genskabes et 3-dimensionalt billede af den belyste genstand.
Billedet vil virke tredimensionalt og kan ses fra flere vinkler.
Overraskende nok vil selv et lille brudstykke af den fotografiske plade indeholde alle informationer til at gendanne et helt billede af genstanden, men dog i en mere lyssvag udgave.
Det holografiske princip har forbavsende mange lighedspunkter med den måde som regnbuen dannes på.
Regndråber der hvirvler og svæver i luften opfører sig som en holografisk plade.
Regnbuens dråber indeholder hver især alle nødvendige informationer til at gengive en hel regnbue idet hver enkel regndråbe i kraft af sin struktur og form har sin egen regnbuecirkel med alle regnbuens farver.