Holografska memorija je tehnologija za pohranu memorije sljedeće generacije temeljena na kristalu ili fotopolimeru koja se natječe s mnogim drugima za dominaciju na budućem tržištu računalne memorije. Trenutno je u fazi istraživanja i razvoja, što znači da je napravljeno mnogo uspješnih prototipova, ali se tehnologija još uvijek poboljšava i još nije komercijalizirana. Komercijalizacija se očekuje krajem 2006., kada će i Optware i Maxwell objaviti varijante Holographic Versatile Disc koji može sadržavati 200 gigabajta (GB) odnosno 300 GB podataka. Za nekoliko godina očekuje se da će zreli oblik diska stići na tržište. Ovaj model će držati gotovo 4 terabajta (TB) ili 4000 GB, što je dovoljno za 8,700 sati videa.
Kao i drugi oblici optičke pohrane podataka, holografska memorija koristi lasere za kodiranje podataka u mediju. Međutim, umjesto korištenja niza udubljenja i utora za pohranjivanje podataka, kao na kompaktnom disku, holografska memorija je kodirana kao interferentni uzorak između dva lasera. Ova dva lasera se nazivaju referentna zraka i signalna zraka. Signalni snop drži podatke, dok referentni snop obično ostaje konstantan. Budući da pisanje na disk stvara hologram, složeni 3D uzorak u kristalu, sve što je potrebno je osvjetljavanje referentne zrake na disku pod preciznim kutom kako bi se izvorna slika ponovno projicirala.
Tehnologija holografske memorije zaobilazi ograničenja konvencionalnih tehnologija optičke memorije koristeći inherentnu trodimenzionalnu holografiju za kodiranje podataka, umjesto konvencionalnog 2D čitanja i pisanja laserskim snopom. To znači da se cijeli volumen kristala teoretski može koristiti za kodiranje podataka holografske memorije, iako to u praksi nije moguće. Ipak, bilo koji stupanj trodimenzionalnosti velika je prednost za tehnologiju pohrane optičke memorije, dovoljna da holografsku memoriju stavi ispred DVD i Blu-Ray tehnologije.
Više holograma može se naslagati jedan na drugi u istom mediju, što je kvaliteta poznata kao multipleksiranje. Promjenom kuta referentnog snopa može se kodirati i naknadno projicirati potpuno nova slika. Svaka sitna promjena kuta kristala može dovesti do potpuno nove rekonstituirane holografske slike, gotovo do granice atoma samog kristala za zadržavanje informacija. Holografska memorija je tehnologija koja se razlikuje od one prije nje.