Le disque dur est l'organe servant à conserver les données de manière permanente, contrairement à la mémoire vive, qui s'efface à chaque redémarrage de l'ordinateur, c'est la raison pour laquelle on parle parfois de mémoire de masse pour désigner les disques durs. Il est assimilable a une ROM réinscriptible, mais son principe de fonctionnement est très différent (se base sur les champs magnétiques).

Un disque dur est constitué de un a huit disques rigides en métal, en verre ou en céramique, empilés à une très faible distance les uns des autres et appelés plateaux.

La lecture et l'écriture se fait grâce à des têtes de lecture situées de part et d'autre de chacun des plateaux. Ces têtes de lecture/écriture se déplaçant à la surface des plateaux sur un coussin d'air.

L'ensemble de cette mécanique de précision est contenu dans un boîtier totalement hermétique, car la moindre particule peut détériorer la surface du disque.

Les disques tournent très rapidement autour d'un axe (à plusieurs milliers de tours par minute actuellement) dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.

Un ordinateur fonctionne de manière binaire, il faut donc stocker les données sous forme de 0 et de 1. Les têtes commencent à inscrire des données à la périphérie du disque (piste 0), puis avancent vers le centre. Les données sont organisées en cercles concentriques appelés pistes.

Les têtes de lecture/écriture sont dites "inductives" : elles sont capables de générer un champ magnétique qui soit positif ou négatif permettant de polariser la surface du disque en une très petite zone, ce qui se traduira lors du passage en lecture par des changements de polarité induisant un courant dans la tête qui sera ensuite transformer par un convertisseur analogique numérique (CAN) en 0 et en 1 compréhensibles par l'ordinateur.