Hologrāfiskā atmiņa ir uz kristāliem vai fotopolimēriem balstīta, nākamās paaudzes atmiņas uzglabāšanas tehnoloģija, kas konkurē ar daudzām citām par dominējošo stāvokli nākotnes datoru atmiņu tirgū. Pašlaik tas ir izpētes un izstrādes stadijā, kas nozīmē, ka ir uzbūvēti daudzi veiksmīgi prototipi, taču tehnoloģija joprojām tiek pilnveidota un vēl nav komercializēta. Komercializācija ir gaidāma 2006. gada beigās, kad gan Optware, gan Maxwell izlaidīs Holographic Versatile Disc variantus, kas spēj saturēt attiecīgi 200 gigabaitus (GB) un 300 GB datu. Paredzams, ka pēc dažiem gadiem tirgū nonāks diska nobriedusi forma. Šajā modelī būs gandrīz 4 terabaiti (TB) jeb 4000 GB, kas ir pietiekami, lai saturētu 8,700 stundas video.
Tāpat kā citi optisko datu uzglabāšanas veidi, hologrāfiskā atmiņa datu kodēšanai izmanto lāzerus. Tomēr tā vietā, lai datu glabāšanai izmantotu vairākas bedres un rievas, kā tas ir kompaktdiskā, hologrāfiskā atmiņa tiek kodēta kā divu lāzeru traucējumu modelis. Šie divi lāzeri tiek saukti par atskaites staru un signāla staru. Signāla stars satur datus, savukārt atskaites stars parasti paliek nemainīgs. Tā kā, ierakstot diskā, kristālā tiek izveidota hologramma — sarežģīts 3D raksts, viss, kas nepieciešams, ir diskā precīzā leņķī parādīt atskaites staru, lai oriģinālais attēls tiktu projicēts vēlreiz.
Hologrāfiskās atmiņas tehnoloģija apiet tradicionālo optiskās atmiņas uzglabāšanas tehnoloģiju ierobežojumus, datu kodēšanai izmantojot raksturīgo trīsdimensiju hologrāfiju, nevis parasto 2D lasīšanu un rakstīšanu ar lāzera staru. Tas nozīmē, ka visu kristāla tilpumu teorētiski var izmantot hologrāfiskās atmiņas datu kodēšanai, lai gan praksē tas nav iespējams. Tomēr jebkura trīsdimensiju pakāpe ir liela priekšrocība optiskās atmiņas uzglabāšanas tehnoloģijai, kas ir pietiekama, lai hologrāfiskā atmiņa būtu lēcienveidīga priekšā DVD un Blu-Ray tehnoloģijai.
Vairākas hologrammas var novietot vienu virs otras vienā un tajā pašā datu nesējā, ko sauc par multipleksēšanu. Mainot atskaites stara leņķi, var kodēt un pēc tam projicēt pilnīgi jaunu attēlu. Katras niecīgās kristāla leņķa izmaiņas var radīt pilnīgi jaunu rekonstituētu hologrāfisku attēlu, gandrīz līdz paša kristāla atomu robežai, kas satur informāciju. Hologrāfiskā atmiņa ir tehnoloģija, kas savā veidā atšķiras no tās, kas bija pirms tās.