Holografska pohrana je vrsta pohrane podataka koja koristi svjetlost i holografiju za stvaranje pohrane podataka koja može biti znatno veća i brža od magnetskih ili optičkih uređaja za pohranu. Niz različitih tvrtki radi na stvaranju uređaja za pohranu koji koriste holografiju za pisanje i čitanje podataka. U konačnici, unatoč potencijalnim prednostima svojstvenim ovoj vrsti pohrane, druge opcije pohrane podataka mogu se pokazati odmah izvedivnijim i isplativijim. Holografska pohrana može se koristiti i za pohranu medija s jednim pisanjem, kao i za pohranu za ponovno upisivanje, iako bi potonje zahtijevalo nešto kompliciraniju tehnologiju.
Holografija je korištenje svjetlosti, obično dva različita snopa svjetlosti ili energije, za proizvodnju “snimka” slike ili podataka koji se kasnije mogu dohvatiti upotrebom svjetlosti. To se kroz povijest koristilo za proizvodnju trodimenzionalnih (3D) holografskih slika, korištenjem svjetlosti za stvaranje “snimanja” objekta na površini od fotoosjetljivog materijala. 3D slika se tada može ponovno stvoriti koristeći samo svjetlo.
Holografski uređaj za pohranu koristio bi istu tehnologiju za stvaranje “snimki” ne u svrhu stvaranja 3D slika, već radi pohrane podataka na foto-osjetljivim materijalima koji bi se zatim mogli smjestiti unutar tvrdog diska ili sličnog uređaja za pohranu. U osnovi se koriste dvije laserske zrake: jedna se zove referentna zraka, a druga svjetlosna ili signalna zraka. Dvije zrake stvaraju interferencijski uzorak koji se utiskuje na fotoosjetljivi materijal, baš kao u stvaranju holografske slike. Korištenjem druge laserske zrake pod istim kutom, podaci u holografskoj memoriji mogu se dohvatiti i prikazati na zaslonu računala na isti način na koji se podaci preuzimaju s magnetskog ili optičkog uređaja za pohranu.
Optičke i magnetske metode pohrane bilježe podatke u nizove pojedinačnih bitova informacija, a holografska pohrana koristi isti proces. Međutim, malo područje koje se koristi u holografskoj pohrani može sadržavati brojne dijelove podataka koji se učinkovito preklapaju i mogu im se pristupiti promjenom kuta korištenih zraka. To znači da ista količina fizičkog prostora koji se koristi u holografiji može pohraniti mnogo više podataka nego što je moguće u usporedbi s magnetskom ili optičkom pohranom.
Holografska pohrana također može pristupiti bitovima podataka na paralelan način, kroz snop svjetlosti, a ne jedan bit po bitu, čineći snimanje i pronalaženje podataka znatno bržim od ostalih medija. Većina fotoosjetljivog materijala može dati samo jedan zapis podataka, međutim, iako se informacije mogu čitati više puta i vjerojatno će trajati do jednog stoljeća. Određene vrste kristala vjerojatno bi se mogle koristiti za ponovno upisivanje holografskih pohranjivanja budući da neki kristali imaju svojstva, nazvana fotorefrakcijski efekt, koja omogućuju višestruko snimanje i promjenu holograma.