Pevný disk se skládá z několika tvrdých ploten s keramickým nebo skleněným základem, který je po obou stranách pokryt magnetickou vrstvou. Data, která se zapisují na pevný disk, se ukládají právě do této vrstvy. Většina pevných disků se skládá ze dvou až šesti ploten připojených k centrální ose, která jimi otáčí. Mezi plotnami se pohybuje soustava čtecích a záznamových hlav, jejichž prostřednictvím se data načítají a ukládají.Hlavy se  vznášejí na vzduchovém polštáři.
   
Záznamové hlavy vytvářejí zmagnetizované oblasti, které mohou být čtecími hlavami vyhodnoceny jako jednotky informace. Celý systém se skládá z více ploten, zpravidla oboustranných. Data se na jednotlivé plotny zapisují v soustředných kruzích, tzv. stopách. Čtecí hlava tak může přečíst obsah celé stopy, aniž by musela měnit polohu čtecí hlavy.

pevný disk



   
Stopy jsou rozděleny do několika set sektorů, z nichž každý má 512 bytů. Sektory obsahují určité značky, s jejichž pomocí rozpoznávají hlavy, kde začít se čtením potřebných dat. Stopa na okraji disku je delší než vnitřní stopa. Dříve byl počet sektorů na všech stopách stejný. Dnes je využití místa na disku dokonalejší a na vnějších stopách je sektorů více. Růst počtu bitů však není lineární, ale stupňovitý. Stopy na pevném disku jsou sdruženy do takzvaných cylindrů.
   
Cylindr tvoří všechny stopy, které zaujímají na jednotlivých plotnách vertikálně stejnou polohu. Cylindry slouží k tomu, aby se urychlilo načítání velkých objemů dat.
   
Cluster je skupina sektorů, respektive vyjádření jejich poloh v tabulce FAT. Dostane-li pevný disk pokyn k vyhledání daného souboru, podívá se nejprve do tabulky FAT, kde zjistí jeho polohu. Poté mikroprocesor nasměruje čtecí hlavu k danému místu.
   
Protože vzdálenost hlav od plotny je velmi malá, jsou disky velice choulostivé na jakékoliv nečistoty. Proto je mechanická část disku prachotěsně uzavřená, většinou v hliníkovém pouzdře.