Дані на жорсткому диску записуються як послідовності двійкових (бінарних) бітів (біт – цифра двійкової системи числення, т. е. “0” чи “1”). Кожен біт зберігається як магнітний заряд (позитивний чи негативний) на магнітному шарі пластини.

Дані записуються або зчитуються за допомогою головок запису/читання по одній на кожну поверхню диска. Кількість головок дорівнює кількості робочих поверхонь всіх дисків. Запис інформації на диск ведеться по строго певних місцях – концентричних доріжок (треків). Доріжки діляться на сектори.

Жорсткий диск, як і будь-який інший блоковий пристрій, зберігає інформацію фіксованими порціями, які називаються блоками. Блок є найменшою порцією даних, що має унікальну адресу на жорсткому диску.