数字全息显微镜（Digital holographic microscopy，简称DHM）是数字全息技术在显微领域的应用，也被称为全息显微术。与其他显微技术相比，数字全息显微镜并不直接记录被观测物体的图像，而是记录含有被观测物体波前信息的全息图，再通过计算机对所记录的全息图进行数值重建来得到被测物体的相位和振幅（光强）信息，进而完成数字三维重构。打个形象的比方来理解数值重建这个过程，就是利用计算机算法代替传统光学显微镜中的成像透镜。 其他一些同数字全息显微技术相关的显微术包括干涉显微镜（Interferometric microscopy）、光学相干断层扫描技术（Optical coherence tomography，简称OCT）以及衍射相差显微镜（diffraction phase microscopy）。这些显微技术的共同点是都有一束参考波前，用来同时获得振幅和相位信息，信息被数字图像传感器采集，再通过计算机重建形成被测物体的图像。与之相比，传统的光学显微镜由于没有参考波束，只能记录振幅（光强）而没有相位，因此并不能读取物体的三维信息。