Un disco rígido se compone de muchos elementos; se citarán los más importantes para poder explicar su funcionamiento. En primer lugar, la información se almacena en unos finos platos o discos, generalmente de aluminio, recubiertos por un material sensible a alteraciones magnéticas. Estos discos, cuyo número varía según la capacidad de la unidad, se encuentran agrupados uno sobre otro y atravesados por un eje, y giran continuamente a gran velocidad. Asimismo, cada disco posee dos diminutos cabezales de lectura/escritura, uno en cada cara. Estos cabezales se encuentran flotando sobre la superficie del disco sin llegar a tocarlo, a una distancia de unas 3 o 4 micro pulgadas (a título informativo, se puede comentar que el diámetro de un cabello humano es de unas 2μ pulgadas).
Estos cabezales generan señales eléctricas que alteran los campos magnéticos del disco, dando forma a la información. Dependiendo de la dirección hacia donde estén orientadas las partículas, valdrán 0 o 1. La distancia entre el cabezal y el plato del disco también determinan la densidad de almacenamiento del mismo, ya que cuanto más cerca estén el uno del otro, más pequeño es el punto magnético y más información podrá albergar.
Entre el plato y el cabezal hay un colchón de aire formado por la propia rotación impidiendo que los cabezales toquen el disco, sin embargo, cuando el disco se detiene, los cabezales aparcan en una pista diseñada para tal fin haciendo contacto directo con el plato. Los cabezales van montados sobre un brazo actuador que se mueve hacia los laterales permitiendo barrer toda la superficie del plato. Esto indica que los cabezales se mueven todos juntos, y solo uno puede transferir datos.
En su parte externa cuentan con una interfaz de datos para conectar el dispositivo a la mother y el enchufe para la alimentación. Dependiendo del modelo puede incluir pines para algún tipo de configuración mediante jumpers.
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