全息图种类繁多，有许多不同的分类方法。
伽柏全息图即同轴全息图。记录时利用透明物体的透射光作为参考光，散射或衍射光作为物光。照明全息图 ，再现光波在同轴方向传播，孪生像在观察时相互干扰。缺点是物体必须高度透明。离轴全息图分离出一束参考光束倾斜照明照相干板，参考光与物光有一定夹角，再现时直接透射光与两束产生孪生像的衍射光向不同方向传播，可分离开，互不干扰。
全息图上记录的干涉条纹的间距大于记录介质厚度时，可看作二维平面光栅结构，称为平面全息图。记录介质厚度比记录干涉条纹间距大得多，干涉条纹在记录介质内形成复杂的三维体光栅结构，称为体全息图。一张全息图通常包含不同间隔的条纹结构，它可能同时具有两种全息图的性质，但体全息图要满足所谓布拉格条件：2dsinα=±λ。
式中，d为体光栅结构的光栅间距，α为入射角，λ为波长。体全息图再现时对照明光的方向具有灵敏性，这一性质可用在信息存储上。把不同景物的多个全息图记录在一张照相干板上，每记录一次后改变参考光方向再做第二次记录。再现时改变照明光方向，可分别产生不同景物的像。
全息图照明时，在透射的衍射光方向可观察物体的虚像或产生实像，称为透射全息图，它是由处于记录媒质同侧的物光和参考光所形成的；记录时要求物光和参考光在记录干板的同一侧。记录体全息图时物光和参考光若来自照相干板的两侧，近似相反方向，则得到反射全息图。照明全息图，在反射光方向可观察虚像或产生实像。由于布拉格条件决定的波长选择性，使得反射全息图可用白光照明，再现出单色像。
照明光波通过全息图时，仅是振幅被空间调制（衰减或吸收），引入常量位相延迟，这种全息图是振幅全息图。银盐照相干板经曝光显影处理可得到振幅全息图。照明光波通过全息图时，受到均匀吸收，仅位相被空间调制称为位相全息图。对于漂白银盐干板，重络酸盐明胶、掺铁铌酸锂、光致抗蚀剂等都是位相记录介质。其厚度或折射率随曝光量变化分别称为浮雕型或折射率型记录介质。位相全息图的衍射效率远高于振幅全息图，所产生的再现象明亮。
模压全息是一种可通过全息印刷术大量生产复制的全息图。它可在白光下再现观察，广泛应用于作全息防伪标记等场合。
随着计算机技术的发展，人们开始利用计算机制作一个设想中的物体的全息图——计算全息图。特别是在计算全息中常常使用黑白全息图或称为二进位全息图，可使记录媒质的非线性影响降低到相当小程度；另外由于计算机和绘图仪的可靠性，使得计算全息图的重复质量得到了保证；此外对于光学上难以得到的复杂物体，利用计算机可根据其数学表达式作出全息图并得到再现像，从而可以把计算机当作广义的光学元件来使用。因此计算全息一出现就受到普遍重视，在诸如三维计算机显示等方面获得应用。
彩虹全息术是用激光记录全息图，用白光透射再现。它将不同波长的光沿着垂直方向色散开来，在不同的高度可以看到不同颜色的假彩色立体再现像。 彩虹全息的衍射光有会聚性能，再现像的亮度较高。采用白光照明光源，可以避免相干散斑纹效应引起的噪声影响。
