匈牙利出生的英国物理学家D.伽柏从事提高电子显微镜分辨本领的工作，受W.布拉格在X射线金属学方面工作及F.泽尔尼克的关于引入相干背景来显示位相的工作的启发，于1947年提出全息术的设想，意图提高电子显微镜的分辨本领。方法是完全撇开电子显微镜物镜，用胶片记录经物体衍射的未聚焦的电子波，得到全息图。以相干的可见光照明全息图，衍射波将产生原物体放大的光学像。1948年，他利用水银灯发出的可见光代替电子波，获得了第一张全息图及其再现像。由于全息术的发明，伽柏1971年获得了诺贝尔物理学奖。20世纪50年代G.罗杰斯等科学家进一步丰富了波前再现理论。

光波的位相信息是通过与参考光波相干涉，在记录介质上形成干涉图而记录下来的，所以要求两束光高度相干。1960年，激光的出现为全息术的发展开辟了道路。激光是一种单色的强光，是制作全息图最理想的光源。激光照明全息图，可看到清晰的三维图像。1961—1962年，E.利思等人对伽柏全息图进行了改进，引入“斜参考光束法”一举解决了“孪生像”问题，用氦氖激光器成功地拍摄了第一张实用的激光全息图。这样就使得全息术在1963年以后成为光学领域中最活跃的分支之一。1964年利思等人又提出了漫射全息图的概念，并得到三维物体的再现 。与此同时，苏联的物理学家根据李普曼彩色照相法和伽柏全息法提出了反射全息图的概念。1965年以来全息术的一个重要分支——脉冲全息术得到了发展，这使得动态全息干涉计量获得了实际应用。1968年，S.本顿发明彩虹全息术，由于可用白光观察全息图，看到记录物体的彩虹像，成为显示全息术的重要进展。它使后来通过模压技术批量生产全息图成为现实。