全息存儲
除了記錄圖像，全息攝影技術還有很多其他應用。全息存儲就是一種能夠以很高的密度在晶體內部和光聚材料上存儲信息的技術。由于許多電子產品都需要包含存儲設備，這種能夠在某些介質上存儲大量信息的技術非常重要。目前的存儲技術如藍光光盤已經達到了衍射所限制的最大的數據存儲密度，因此全息存儲可能稱為下一代主要的存儲技術。這種數據存儲技術的優點是數據不僅僅是記錄在表面上，而且也記錄在材料的內部。目前可用的空間光調制器可以在1秒鐘內產生1000幅不同的圖像，圖像的分辨率是1024×1024比特。使用合適的記錄材料（可能是聚合材料或者硝酸鋰）可以達到每秒1Gb的寫入速度。讀取速度比寫入速度快許多，一般認為可以達到每秒1Tb的讀取速度。
2005年，一些公司如Optware和Maxell生產了120mm的全息光盤，這個全息光盤使用全息記錄層，最多可以存儲3.9TB的信息。他們計劃以全息通用光盤來將這項技術推向市場。其他的公司如InPhase科技也在研究類似的技術格式。
大多數的全息數據存儲模型都采用了基于頁的存儲方式，每一記錄的全息圖像都包含有大量地信息。最近的研究計劃使用亞微米的微型全息圖像來實現可能的三維光存儲解決方案。盡管這種數據存儲方式無法達到基于頁的數據存儲的高數據率，這種方案的生產成本更低，技術障礙也更小。
安全全息圖像
使用全息圖像作為安全措施的瑞銀幻彩金條。由于復制全息圖像需要價格昂貴的專門先進設備，安全全息圖像非常難以偽造。許多貨幣都使用了全息防偽圖像，如巴西20雷亞爾鈔票、英國的5/10/20英鎊鈔票、愛沙尼亞25/50/100/500克朗鈔票、加拿大的5/10/20/50/100元的鈔票、5/10/20/50/100/200/500歐元鈔票、韓國5000/10000/50000韓元鈔票、日本5000/10000日元鈔票等等。他們也經常用于銀行儲蓄卡、信用卡以及護照、證件證明、書籍、DVD以及體育器材等等。
藝術作品藝術家很早就意識到了全息攝影的作為一種藝術媒介的潛能，因此他們來到科學實驗室來創造他們的藝術品。全息攝影藝術經常是科學家和藝術家的合作結果，盡管某些全息攝影家認為他們自己既是科學家又是藝術家。薩爾瓦多·達利聲稱他是第一個在藝術中應用全息攝影的人。可以肯定，他是第一位著名的應用全息攝影的超現實主義藝術家，但是在1972年紐約達利全息攝影展之前，就已經先后有1968年的密歇根克蘭布魯克藝術學院全息藝術展覽和1970年的芬奇學院畫廊全息藝術展了。這些展覽得到了全國媒體的關注。
在二十世紀七十年代，一些藝術工作室和學校成立，每一家都以其獨特的方式來研究全息攝影。比較著名的有舊金山全息攝影學校，紐約全息攝影博物館，倫敦皇家藝術學院和湖林學院研討會等等。目前，這些工作室都不再存在了。然而，紐約全息藝術中心[17]和首爾HOLO中心仍然為藝術家提供創作和展覽全息藝術的場所。
在八十年代，許多使用全息攝影的藝術家在藝術世界中推廣了了這種所謂的新媒體。每個藝術家都找到了一種合適的表達方式來展現他們的三維藝術作品，避免了簡單的使用全息攝影再現是一個雕像或物體。例如，在巴西，許多仿形體詩人發現全息攝影可以用來表達自己的想法，更新了仿形體詩的創作。
目前還有一群人數雖然較少但仍很活躍的藝術家仍然在使用全息攝影作為他們的主要載體，更多的藝術家將全息攝影的元素集成到了他們的作品中[19]。有一些人采用了創新的全息攝影技術，例如藝術家馬特·布蘭德[20]使用計算機鏡面設計來消除鏡面全息攝影的像失真。
麻省理工學院博物館和喬納森·羅斯都收藏了大量的全息攝影作品，同時也提供了在線作品目錄。
業余愛好自從全息攝影發明以來，許多人都探索了全息攝影的可能應用。1971年，勞埃德·克羅斯開辦了舊金山全息攝影學校，進行對入門者使用便宜的設備進行全息攝影的方法。這種方法需要使用一大桌子的深沙來固定光學器件，減弱可能毀壞圖像的振動。
許多全息攝影家都在制作全息攝影藝術作品。1983年，弗雷德·安特爾舍出版了全息攝影手冊，用非常淺顯的文字描述了在家中拍攝全息照片的方法。這本書帶來了新一波的全息攝影家，他們采用非常簡單的方法使用鹵化銀來記錄全息影響。
2000年，弗蘭克·德弗萊伊塔斯出版了全息攝影書，向無數全息攝影愛好者介紹了使用激光筆進行全息攝影的方法。這個方法對于初學者非常重要，因為一支5毫瓦的激光筆價格僅5美元，以前使用的激光器價格高達1200美元。目前，全世界有成百上千的業余全息攝影愛好者。
2006年，用于全息攝影的綠色激光器開始大量出現，而業余全息攝影家們也可以使用重鉻酸鹽明膠來進行全息攝影。全息攝影界對重鉻酸鹽明膠對綠色光的高感光性感到非常驚異，因為以前人們認為這種敏感性應該是不存在的。杰夫·布萊斯認為采用G307配方的重鉻酸鹽明膠可以增加拍攝的速度和敏感性。
許多膠片提供商在鹵化銀市場進進出出。盡管越來越多的膠片制造商開始出現填補出現的空白，許多業余愛好者開始自己制造膠片。比較流行的配方是重鉻酸鹽明膠、感光亞甲藍、以及擴散方法制備鹵化銀。杰夫·布萊斯發表了非常準確的制備膠片的配方[24]，人們可以在小型實驗室甚至車庫中制備膠片。
目前甚至還有一小批業余愛好者自制脈沖激光器來拍攝運動物體的全息照片[25]。
全息干涉
全息干涉是一種能夠靜態和動態的檢查有粗糙表面的物體位移的技術，測量的精度可以達到光學干涉的精度（小于光線的波長）。這種技術也可以用來檢測透明介質中的光路長度的變化，因此可以顯示并分析液體的流動。它也可以用于產生物體表面的等高線。
目前這種技術被廣泛的用于測量機械結構的應力、張力和震動情況。
干涉顯微技術
全息圖像保存了光場的幅度和相位信息，有一些全息圖像保存的信息可以接近向各個方向輻射的光分布所包含的全部信息。對這些全息圖像的數值分析可以仿真非常大的數值孔徑，因此能夠提高光學顯微鏡的分辨率。相應的技術稱為干涉顯微技術。目前的干涉顯微技術可以達到1/4波長的分辨率極限[28]。
全息傳感器
使用某種特定材料制成的全息攝影的膠片可以在與特定的分子發生反應的時候引起條紋周期性或者折射率的變化，因此，全息圖像反射光的顏色也將為此發生變化。
動態全息攝影術在穩定的全息攝影中，記錄、沖洗和重建等步驟依次執行，而最終會產生永久的全息照片。
還有一種不需要進行沖洗的全息感光材料，它可以在很短的時間內記錄一張全息圖像。這樣，人們就可以使用全息攝影來完成一些簡單的全光操作。這種實時的全息圖像的應用包括相位共軛鏡，光緩存、圖像處理（對時變圖像的模式識別）以及光計算。
由于計算過程是對整個圖像的并行處理，需要進行計算的信息量可能非常巨大（Tb/s）。這樣大的計算量可以補償通常幾微秒的記錄時間。幾微秒的時間對于通常使用的電子計算機來說已經是很長的時間了。對動態全息圖像的光處理也不如電子計算機的處理方法靈活。從一方面來說，人們總是需要對整個圖像進行處理，但是從另一方面來說，對全息圖像的處理又是非常基本的，通常是乘法或者相位共軛等等。但是在光學處理中，加法和傅立葉變換在線形材料中都是非常實現的（傅立葉變換可以簡單的通過透鏡來實現）。這樣就使得在某些應用中，設備可以使用光學方法對圖像進行比較[30]。
目前的研究中，人們正在積極尋找一些新型的非線性光學材料。最常見的材料就是光折變晶體，還有半導體、半導體異質（如量子阱）、原子蒸汽和氣體、等離子體，甚至是能夠產生全息圖像的液體。
一個非常可能得到重要應用的研究是光學相位共軛。它可以通過讓光線再次穿過具有共軛相位的介質來移除光線在穿過致像差介質時產生的波前失真。在自由空間光通信中，這個技術可以用于補償大氣干擾（這是造成星光閃爍的原因）。
非光學應用從原理上說，可以對任何波進行全息記錄。
電子全息攝影是將全息攝影技術應用于電子波中。電子全息攝影技術由丹尼斯·蓋伯發明，可以用于改進分辨率并防止透射電子顯微鏡的吸收。現在，這種技術仍然在用于研究薄膜的電場和磁場，這是因為電場和磁場可以改變穿過樣品的干擾波的相位[31]。電子全息攝影的原理也可以用于干涉光刻[32]。
全息聲學是一種能夠通過測量遠離聲源的一組壓力/粒子速度傳感器來估計聲源附近的聲場的方法。全息聲學等測量技術在許多領域都越來越重要，特別是在運輸、運載工具和飛船的設計等領域。全息聲學的基本思想已經導致了不同種類的全息聲學，如近場全息聲學、統計最優近場全息聲學。在聲學再現領域，波場合成是最相關的過程了。
全息原子學的進展已經超越了原子光學領域的基本要素的發展。在菲涅耳衍射透鏡和原子鏡的幫助下，全息原子學和原子束物理學的一起發展。最近的關于原子反射鏡，特別是脊反射鏡的進展為拍攝原子全息攝影圖像提供了重要工具[33]。然而，到目前為止，原子全息攝影還沒有被商業化。
其它應用
在郵局、大型貨運公司以及自動化傳輸系統中使用了全息圖像掃描儀來確定包裹的三維尺寸。這個技術經常與重量選別秤一起使用，以在給定的體積內自動的打包，可以更好地用于卡車等大型貨物運輸裝置。
