Holografia (z gr. holos = całość, grapho = piszę) – dział optyki zajmujący się technikami uzyskiwania obrazów przestrzennych (trójwymiarowych) metodą rekonstrukcji fali (głównie światła, ale też np. fal akustycznych). Przez rekonstrukcję fali rozumie się odtworzenie w pewnym obszarze przestrzeni zarówno jej kierunku ruchu, amplitudy, częstotliwości jak i fazy.
Pionierem i prekursorem prac w dziedzinie holografii był polski fizyk, profesor Mieczysław Wolfke. W 1920 r. opracował teoretyczne podstawy i dokonał rozbicia procesu wytwarzania obrazów na dwie oddzielne fazy. Z realizacją hologramów musiano czekać do wynalezienia lasera w 1960 r. Holografia optyczna znalazła zastosowanie w medycynie i biologii, a także w informatyce. Holografia akustyczna ma zastosowanie w defektoskopii. Trwają badania nad zastosowaniem holografii w trójwymiarowym filmie i telewizji. Wirujące zwierciadła holograficzne są stosowane do przesuwania promienia laserowego po kodzie paskowym w kasach sklepów i domów towarowych.