全息存储
除了记录图像，全息摄影技术还有很多其他应用。全息存储就是一种能够以很高的密度在晶体内部和光聚材料上存储信息的技术。由于许多电子产品都需要包含存储设备，这种能够在某些介质上存储大量信息的技术非常重要。目前的存储技术如蓝光光盘已经达到了衍射所限制的最大的数据存储密度，因此全息存储可能称为下一代主要的存储技术。这种数据存储技术的优点是数据不仅仅是记录在表面上，而且也记录在材料的内部。目前可用的空间光调制器可以在1秒钟内产生1000幅不同的图像，图像的分辨率是1024×1024比特。使用合适的记录材料（可能是聚合材料或者硝酸锂）可以达到每秒1Gb的写入速度。读取速度比写入速度快许多，一般认为可以达到每秒1Tb的读取速度。
2005年，一些公司如Optware和Maxell生产了120mm的全息光盘，这个全息光盘使用全息记录层，最多可以存储3.9TB的信息。他们计划以全息通用光盘来将这项技术推向市场。其他的公司如InPhase科技也在研究类似的技术格式。
大多数的全息数据存储模型都采用了基于页的存储方式，每一记录的全息图像都包含有大量地信息。最近的研究计划使用亚微米的微型全息图像来实现可能的三维光存储解决方案。尽管这种数据存储方式无法达到基于页的数据存储的高数据率，这种方案的生产成本更低，技术障碍也更小。
安全全息图像
使用全息图像作为安全措施的瑞银幻彩金条。由于复制全息图像需要价格昂贵的专门先进设备，安全全息图像非常难以伪造。许多货币都使用了全息防伪图像，如巴西20雷亚尔钞票、英国的5/10/20英镑钞票、爱沙尼亚25/50/100/500克朗钞票、加拿大的5/10/20/50/100元的钞票、5/10/20/50/100/200/500欧元钞票、韩国5000/10000/50000韩元钞票、日本5000/10000日元钞票等等。他们也经常用于银行储蓄卡、信用卡以及护照、证件证明、书籍、DVD以及体育器材等等。
艺术作品艺术家很早就意识到了全息摄影的作为一种艺术媒介的潜能，因此他们来到科学实验室来创造他们的艺术品。全息摄影艺术经常是科学家和艺术家的合作结果，尽管某些全息摄影家认为他们自己既是科学家又是艺术家。萨尔瓦多·达利声称他是第一个在艺术中应用全息摄影的人。可以肯定，他是第一位著名的应用全息摄影的超现实主义艺术家，但是在1972年纽约达利全息摄影展之前，就已经先后有1968年的密歇根克兰布鲁克艺术学院全息艺术展览和1970年的芬奇学院画廊全息艺术展了。这些展览得到了全国媒体的关注。
在二十世纪七十年代，一些艺术工作室和学校成立，每一家都以其独特的方式来研究全息摄影。比较著名的有旧金山全息摄影学校，纽约全息摄影博物馆，伦敦皇家艺术学院和湖林学院研讨会等等。目前，这些工作室都不再存在了。然而，纽约全息艺术中心[17]和首尔HOLO中心仍然为艺术家提供创作和展览全息艺术的场所。
在八十年代，许多使用全息摄影的艺术家在艺术世界中推广了了这种所谓的新媒体。每个艺术家都找到了一种合适的表达方式来展现他们的三维艺术作品，避免了简单的使用全息摄影再现是一个雕像或物体。例如，在巴西，许多仿形体诗人发现全息摄影可以用来表达自己的想法，更新了仿形体诗的创作。
目前还有一群人数虽然较少但仍很活跃的艺术家仍然在使用全息摄影作为他们的主要载体，更多的艺术家将全息摄影的元素集成到了他们的作品中[19]。有一些人采用了创新的全息摄影技术，例如艺术家马特·布兰德[20]使用计算机镜面设计来消除镜面全息摄影的像失真。
麻省理工学院博物馆和乔纳森·罗斯都收藏了大量的全息摄影作品，同时也提供了在线作品目录。
业余爱好自从全息摄影发明以来，许多人都探索了全息摄影的可能应用。1971年，劳埃德·克罗斯开办了旧金山全息摄影学校，进行对入门者使用便宜的设备进行全息摄影的方法。这种方法需要使用一大桌子的深沙来固定光学器件，减弱可能毁坏图像的振动。
许多全息摄影家都在制作全息摄影艺术作品。1983年，弗雷德·安特尔舍出版了全息摄影手册，用非常浅显的文字描述了在家中拍摄全息照片的方法。这本书带来了新一波的全息摄影家，他们采用非常简单的方法使用卤化银来记录全息影响。
2000年，弗兰克·德弗莱伊塔斯出版了全息摄影书，向无数全息摄影爱好者介绍了使用激光笔进行全息摄影的方法。这个方法对于初学者非常重要，因为一支5毫瓦的激光笔价格仅5美元，以前使用的激光器价格高达1200美元。目前，全世界有成百上千的业余全息摄影爱好者。
2006年，用于全息摄影的绿色激光器开始大量出现，而业余全息摄影家们也可以使用重铬酸盐明胶来进行全息摄影。全息摄影界对重铬酸盐明胶对绿色光的高感光性感到非常惊异，因为以前人们认为这种敏感性应该是不存在的。杰夫·布莱斯认为采用G307配方的重铬酸盐明胶可以增加拍摄的速度和敏感性。
许多胶片提供商在卤化银市场进进出出。尽管越来越多的胶片制造商开始出现填补出现的空白，许多业余爱好者开始自己制造胶片。比较流行的配方是重铬酸盐明胶、感光亚甲蓝、以及扩散方法制备卤化银。杰夫·布莱斯发表了非常准确的制备胶片的配方[24]，人们可以在小型实验室甚至车库中制备胶片。
目前甚至还有一小批业余爱好者自制脉冲激光器来拍摄运动物体的全息照片[25]。
全息干涉
全息干涉是一种能够静态和动态的检查有粗糙表面的物体位移的技术，测量的精度可以达到光学干涉的精度（小于光线的波长）。这种技术也可以用来检测透明介质中的光路长度的变化，因此可以显示并分析液体的流动。它也可以用于产生物体表面的等高线。
目前这种技术被广泛的用于测量机械结构的应力、张力和震动情况。
干涉显微技术
全息图像保存了光场的幅度和相位信息，有一些全息图像保存的信息可以接近向各个方向辐射的光分布所包含的全部信息。对这些全息图像的数值分析可以仿真非常大的数值孔径，因此能够提高光学显微镜的分辨率。相应的技术称为干涉显微技术。目前的干涉显微技术可以达到1/4波长的分辨率极限[28]。
全息传感器
使用某种特定材料制成的全息摄影的胶片可以在与特定的分子发生反应的时候引起条纹周期性或者折射率的变化，因此，全息图像反射光的颜色也将为此发生变化。
动态全息摄影术在稳定的全息摄影中，记录、冲洗和重建等步骤依次执行，而最终会产生永久的全息照片。
还有一种不需要进行冲洗的全息感光材料，它可以在很短的时间内记录一张全息图像。这样，人们就可以使用全息摄影来完成一些简单的全光操作。这种实时的全息图像的应用包括相位共轭镜，光缓存、图像处理（对时变图像的模式识别）以及光计算。
由于计算过程是对整个图像的并行处理，需要进行计算的信息量可能非常巨大（Tb/s）。这样大的计算量可以补偿通常几微秒的记录时间。几微秒的时间对于通常使用的电子计算机来说已经是很长的时间了。对动态全息图像的光处理也不如电子计算机的处理方法灵活。从一方面来说，人们总是需要对整个图像进行处理，但是从另一方面来说，对全息图像的处理又是非常基本的，通常是乘法或者相位共轭等等。但是在光学处理中，加法和傅立叶变换在线形材料中都是非常实现的（傅立叶变换可以简单的通过透镜来实现）。这样就使得在某些应用中，设备可以使用光学方法对图像进行比较[30]。
目前的研究中，人们正在积极寻找一些新型的非线性光学材料。最常见的材料就是光折变晶体，还有半导体、半导体异质（如量子阱）、原子蒸汽和气体、等离子体，甚至是能够产生全息图像的液体。
一个非常可能得到重要应用的研究是光学相位共轭。它可以通过让光线再次穿过具有共轭相位的介质来移除光线在穿过致像差介质时产生的波前失真。在自由空间光通信中，这个技术可以用于补偿大气干扰（这是造成星光闪烁的原因）。
非光学应用从原理上说，可以对任何波进行全息记录。
电子全息摄影是将全息摄影技术应用于电子波中。电子全息摄影技术由丹尼斯·盖伯发明，可以用于改进分辨率并防止透射电子显微镜的吸收。现在，这种技术仍然在用于研究薄膜的电场和磁场，这是因为电场和磁场可以改变穿过样品的干扰波的相位[31]。电子全息摄影的原理也可以用于干涉光刻[32]。
全息声学是一种能够通过测量远离声源的一组压力/粒子速度传感器来估计声源附近的声场的方法。全息声学等测量技术在许多领域都越来越重要，特别是在运输、运载工具和飞船的设计等领域。全息声学的基本思想已经导致了不同种类的全息声学，如近场全息声学、统计最优近场全息声学。在声学再现领域，波场合成是最相关的过程了。
全息原子学的进展已经超越了原子光学领域的基本要素的发展。在菲涅耳衍射透镜和原子镜的帮助下，全息原子学和原子束物理学的一起发展。最近的关于原子反射镜，特别是脊反射镜的进展为拍摄原子全息摄影图像提供了重要工具[33]。然而，到目前为止，原子全息摄影还没有被商业化。
其它应用
在邮局、大型货运公司以及自动化传输系统中使用了全息图像扫描仪来确定包裹的三维尺寸。这个技术经常与重量选别秤一起使用，以在给定的体积内自动的打包，可以更好地用于卡车等大型货物运输装置。
