Data-data dalam cakera keras disimpan di permukaan piring magnetik yang berputar. Maklumat disimpan dengan menghantar fluks elektromagnet melalui satu antena atau kepala tulis (write head) yang amat berdekatan dengan permukaan piring, yang menjadikan permukaan magnetik itu menukar polarisasinya. Begitu juga maklumat dapat dibaca, apabila medan magnetik piring menghasilkan cas elektrik pada kepala baca (read head) yang menghampirinya.

Secara fizikal, cakera keras dibina daripada satu paksi tengah dan piring magnet itu akan berpusing pada satu kelajuan tetap. Dan diantara piring-piring tersebut terdapat satu kepala baca/tulis untuk setiap permukaan pada satu angker (armature) umum. Angker itu akan mengerakkan kepala ke mana-mana bahagian yang dikehendaki.