Holografsko shranjevanje je vrsta shranjevanja podatkov, ki uporablja svetlobo in holografijo za ustvarjanje shranjevanja podatkov, ki je lahko bistveno večja in hitrejša od magnetnih ali optičnih naprav za shranjevanje. Številna različna podjetja se ukvarjajo z ustvarjanjem naprav za shranjevanje, ki uporabljajo holografijo za zapisovanje in branje podatkov. Navsezadnje se lahko kljub potencialnim prednostim, ki so del te vrste shranjevanja, druge možnosti shranjevanja podatkov izkažejo za bolj takoj izvedljive in stroškovno učinkovite. Holografski pomnilnik se lahko uporablja tako za shranjevanje medijev z enim zapisom kot tudi za ponovno zapisljivo shranjevanje, čeprav bi slednje zahtevalo nekoliko bolj zapleteno tehnologijo.
Holografija je uporaba svetlobe, običajno dveh različnih žarkov svetlobe ali energije, za izdelavo “posnetka” slike ali podatkov, ki jih je mogoče pozneje pridobiti z uporabo svetlobe. To se je v preteklosti uporabljalo za izdelavo tridimenzionalnih (3D) holografskih slik z uporabo svetlobe za ustvarjanje “posnetka” predmeta na površini iz foto občutljivega materiala. 3D sliko je nato mogoče poustvariti samo z uporabo svetlobe.
Holografska pomnilniška naprava bi uporabila isto tehnologijo za ustvarjanje “posnetkov” ne za namene ustvarjanja 3D slik, temveč za shranjevanje podatkov o foto občutljivih materialih, ki bi jih nato lahko shranili v trdi disk ali podobno napravo za shranjevanje. V bistvu se uporabljata dva laserska žarka: eden se imenuje referenčni žarek, drugi pa svetlobni ali signalni žarek. Oba žarka ustvarjata interferenčni vzorec, ki se vtisne na foto občutljiv material, tako kot pri ustvarjanju holografske slike. Z uporabo drugega laserskega žarka pod enakim kotom je mogoče podatke v holografskem pomnilniku pridobiti in prikazati na računalniškem zaslonu na enak način, kot se podatki pridobijo iz magnetne ali optične naprave za shranjevanje.
Metode optičnega in magnetnega shranjevanja zapisujejo podatke v nize posameznih bitov informacij, holografsko shranjevanje pa uporablja isti postopek. Majhno območje, ki se uporablja v holografskem shranjevanju, pa lahko vsebuje številne dele podatkov, ki se učinkovito prekrivajo in je dostopen s spreminjanjem kota uporabljenih žarkov. To pomeni, da lahko enaka količina fizičnega prostora, ki se uporablja v holografiji, shrani veliko več podatkov, kot je to mogoče v primerjavi z magnetnim ali optičnim shranjevanjem.
Holografski pomnilnik lahko dostopa tudi do bitov podatkov vzporedno, prek svetlobnega snopa, namesto enega bita naenkrat, zaradi česar je snemanje in pridobivanje podatkov bistveno hitrejše kot pri drugih medijih. Večina foto občutljivega materiala lahko zagotovi samo enkratno pisanje podatkov, čeprav bi se informacije lahko brale večkrat in bi verjetno trajale do stoletja. Nekatere vrste kristalov bi lahko verjetno uporabili za ponovno zapisljivo holografsko shranjevanje, saj imajo nekateri kristali lastnosti, imenovane fotorefrakcijski učinek, ki omogočajo večkratno snemanje in spreminjanje hologramov.