Pamięć holograficzna – potencjalna technologia przechowywania danych o dużej pojemności.
Pomysł ten zrodził się już w roku 1963, gdy pracownik firmy Polaroid – Pieter J. van Heerden zaproponował trójwymiarowy zapis danych.
Zasada działania thumb|200px|Zapis danych: 1. źródło światła (laser), 2. pryzmat, 3. lustro, 4. źródłowy nośnik danych, 5. docelowy nośnik danych thumb|200px|Odczyt danych: 1. źródło światła (laser), 2. nośnik danych, 3. czytnik wiązki sygnałowej, 4. wiązka referencyjna Najistotniejszymi elementami układu zapisująco-odczytującego są dwie wiązki laserowe padające na nośnik pamięci, jakim jest kryształ niobianu litu (domieszkowany atomami żelaza). Jedna z nich – węższa – to tzw. wiązka sygnałowa. Zawiera ona dane, jakie mają być zachowane w krysztale. Wiązka druga – zwana referencyjną – odpowiada za miejsce w krysztale, w którym dane przesyłane wiązką sygnałową mają być zachowane.
W tego typu pamięciach nie istnieje pojęcie ścieżki danych;