Hard disk menyimpan data dalam piringan dengan pola tertentu yang disebut sector dan track. Track adalah lingkaran konsentris (concentric circles), sedangkan sector adalah salah satu bagian dalam track tersebut. Data yang tersimpan di dalamnya dapat dibaca kembali dengan cara mendeteksi pola tersebut.

Dalam gambar ilustrasi di atas, track merupakan bagian yang
berwarna terang yang mengelilingi hard disk, sedangkan sector adalah bagian kecil yang berwarna gelap. Sebuah sector terdiri atas byte tertentu, misalnya 256 atau 512. Kumpulan beberapa sector disebut dengan istilah cluster. Track dan sector dibuat ketika harddisk tersebut diformat.
Hard disk umumnya terdiri atas sebuah spindle yang merupakan pusat atau sumbu bagi sejumlah piringan tersebut dan sering disebut juga dengan istilah platter, tempat menyimpan data, platter motor, rangkaian elektronis atau circuit board, serta cover penutup yang melindungi komponen bagian dalam hard disk.

Platter terbuat dari bahan non-magnetik biasanya kaca atau aluminium dan dilapisi dengan lapisan magnetik. Pada jenis hard disk model lama biasanya masih menggunakan iron oxide sebagai bahan magnetiknya. Sedangkan hard disk saat ini kebanyakan sudah menggunakan bahan lain, yaitu cobalt-based alloy. Saat hard disk bekerja, platter tersebut berputar dengan kecepatan yang sangat tinggi. Data ditulis dan dibaca ke dalam platter melalui read-and-write head yang berada sangat dekat dengan permukaan platter tersebut, dengan cara mendeteksi dan mengatur tingkat magnetis pada permukaan platter secara cepat.

Kapasitas penyimpanan pada sebuah hard disk tergantung pada jumlah platter yang dimilikinya. Semakin banyak jumlah platter, maka kapasitas hard disk biasanya juga semakin besar. Sebagai gambaran, hard disk umumnya memiliki tiga platter dan enam read-and-write head.


Spindel hard disk menggunakan tekanan udara di dalam hard disk untuk mendukung bagian head agar bisa mengapung ketika platter hard disk sedang bergerak. Lingkungan luar terhubung ke hard disk melalui lubang kecil yang terletak di wadah hard disk tersebut.
Lubang tersebut sangat kecil dengan diameter hanya ½ mm.

Oleh karena menggunakan tekanan udara, hard diskbiasa tidak bisa dioperasikan di ketinggian yang ekstrim (di atas 3000 meter), untuk keperluan tertentu ada hard disk khusus untuk keperluan pengoperasian di ketinggian.