Hårddiskar lagrar information magnetiskt på snurrande skivor. Skivorna är belagda med ett tunt lager av magnetiskt material, och data skrivs till och läses från skivorna med hjälp av ett magnethuvud. Huvudet placeras över det önskade spåret på skivan, och data skrivs eller läses genom att magnetisera eller avmagnetisera små områden på skivan.
Hårddisken är indelad i sektorer, och varje sektor är vidare uppdelad i block. Varje block kan lagra en fast mängd data, och storleken på blocket varierar beroende på hårddisken. När data skrivs till hårddisken delas den först upp i block och skrivs sedan till de tillgängliga sektorerna på disken.
Hårddisken har även en kontroller, som är ett litet kretskort som styr driften av enheten. Styrenheten ansvarar för att läsa och skriva data till disken, och den hanterar även enhetens felkorrigerings- och cachefunktioner.
När du sparar en fil på din dator kopieras data från filen till hårddisken. Hårddisken lagrar sedan data på disken i de tillgängliga sektorerna. När du öppnar filen igen läser hårddisken data från disken och kopierar tillbaka den till din dator.