進行高精度測量的主要光學方法之一。能實現非接觸的測量。一般光學幹涉量度隻能測量形狀比較簡單、表面光潔度很高的零件，而用全息幹涉計量方法則能將應用範圍擴展到具有任意形狀的三維漫射表面的物體。無論其表面光潔度如何，都能相對分析測量到光學公差的精度。由於全息圖具有三維性質，使用全息技術允許從不同視角，通過幹涉量度方法去考察一個形狀複雜的物體。因此全息幹涉量度分析在無損檢驗、微應力應變測量、形狀和等高線的檢測、振動分析、高速光學等多種領域中已得到廣泛的應用，並已解解決瞭用其他手段難以解決的問題。
全息幹涉量度，其操作的基本程序與全息記錄相似，隻是在記錄時根據需要進行一次曝光(實時全息幹涉法)、兩次曝光（雙曝光全息幹涉法、夾層全息法）和連續曝光（時間平均全息幹涉法）。它們都是根據波面幹涉原理，在再現象上出現一系列幹涉條紋。這些條紋代表瞭沿觀察軸線方向的等位移輪廓線。條紋間隔代表的位移量大致等於記錄中所用相幹光源波長的一半。
一次曝光全息幹涉法 它同光學幹涉原理是一樣的。用一般全息術記錄一張物體未經變形時的全息圖。再將這張全息圖精確地放在原記錄位置上。由原參考光作照明光，讓它在原物位置產生再現像。被研究的物體在原來位置作微小變形，同時也用激光照明。全息圖衍射的原始物波和物體散射的物波會產生幹涉條紋，條紋的形狀就反映瞭物體的形變。這種方法可以觀察物體的形變過程，因此也叫實時全息幹涉法。
二次曝光全息幹涉法 在同一張全息圖上記錄同一物體變形前後的二張全息圖。它記錄瞭物體在不同時刻的二個波面。再現時，二個波面之間產生幹涉，稱為兩次曝光全息幹涉。通過條紋的計算，可以確定物體的形變和位移。二次曝光全息將物體形變的二種狀態凍結在全息圖裡，可以保存，在沒有原物時也能再現這種變化。但是一張全息圖隻能保留一種比較狀態。
夾層全息 用二張全息幹板分別記錄物體二個狀態的物波信息。記錄時，用一對全息幹板放在特制的可以精確定位的全息片架上。曝光、顯影後，每張全息圖放在原來的位置都能精確地再現原物波。
如果取處理後的第一狀態拍攝的另一對全息幹板的前板和第二狀態拍攝的另一對全息幹板的後板，一起小心地放回原片架，用激光再現則可以得到物體的像以及反映二狀態形變差的一組幹涉條紋。
夾層全息具有補償作用，即利用夾層全息片的移動來補償物體形變所產生的條紋，用以精確地測量形變。如果物體傾斜形變傾角為θ1，作二張夾層全息片放回原處再現，轉動夾層全息片架，當物體條紋消失時片架傾斜θ2，它們的關系為：
(1)
小角度近似可寫成：
θ1＝(d/2ln)θ2， (2)
式中d 為幹板玻璃片厚度，n 是玻璃折射率，l 是物體到幹板的距離。通常d＝1.3mm，l＝1000mm，則角放大率θ2/θ1≈2000。可見，這種傾斜角補償是很靈敏的。可以由夾層全息板的傾斜角來精確地求出物體的微小傾斜位移。
夾層全息也可用補償關系測出物體的位移形變。另外，根據夾層全息片轉動的角度和條紋移動的方向來判斷物體形變的方向。采用脈沖激光，這種技術可以應用在高速流體的測量、運動物體的局部形變的測量等方面。
時間平均全息幹涉法 時間平均法常用來研究周期振動物體的運動狀態。全息記錄時間遠比振動周期要長，全息圖記錄的是物光位相周期變化的積分效果。在線性范圍內，再現像的光強I和振動振幅A(x，y)之間是零階貝塞爾函數關系：
(3)
n是任意常數，θ1是照明方向和振動方向之間的夾角。θ2是觀察方向和振動方向之間的夾角。當A＝0時，Jo(0)取極大值，節線處光強最大。隨著振幅增大，形成明暗交替的幹涉條紋。條紋的光強逐漸衰減，條紋的中心對應於貝塞爾函數極值和根的地方，條紋級數大時條紋對比度是很差的。條紋的間距並非嚴格等間距，隻有在級數高時，才是基本等距的。