全息投影技术（front-projected holographic display）也称虚拟成像技术，是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。
其第一步是利用干涉原理记录物体光波信息，此即拍摄过程：被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束；另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息照片。
其第二步是利用衍射原理再现物体光波信息，这是成象过程：全息图犹如一个复杂的光栅，在相干激光照射下，一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象，即原始象（又称初始象）和共轭象。再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息，故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像，通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像，而且能互不干扰地分别显示出来。
全息技术能记录物体光波振幅和相位的全部信息，并能把它再现出来。因此，应用全息技术可以获得与原物完全相同的立体像（从不同角度观察全息图的再现虚像，可以看到物体的不同侧面，有视察效应和景深感）。
全息图的任何局部都能再现原物的基本形状，物体上任意点散射的球面波可抵达全息干板的每个点或每个局部，与参考光相干涉形成基元全息图，也就是全息图的每点或局部都记录着来自所有物点的散射光。因此，物体全息图每一局部都可以再现出记录时所有照射到该点局部的物点，形成物体的像，也就是破损后部分全息图仍能再现物体的像。
作为光波信息的记录者，有无全息图是判断我们所接触的3D技术是否为全息技术的重要标准。
