Dyski twarde funkcjonują właściwie tak samo jak dyskietki. Także w ich przypadku w trakcie zapisu głowica odczytująco-zapisująca wytwarza pole magnetyczne, zaś podczas odczytu danych indukowany jest prąd elektryczny. Nowoczesne dyski mają zwykle format zbliżony do 3,5 cala

i składają się z wielu ułożonych ciasno jeden nad drugim talerzy, które są pokryte warstwą magnetyczną. Każdy talerz jest wyposażony w oddzielną głowicę odczytująco-zapisująca. Dokonuje ona wszelkich operacji na plikach przechowywanych na obu stronach danego talerza. Podczas odczytu talerze obracają się z prędkością 3000 do 8000 razy na minutę. Powstaje przy tym efekt poduszki magnetycznej. Dzięki temu czułe głowice znajdują się w odległości tysięcznych milimetra od powierzchni wirujących talerzy. Głowice są podtrzymywane nad powierzchnią ramieniem kierującym je w odpowiednie miejsca na talerzu. Fizyczny kontakt głowicy z wirującym dyskiem spowodowałby trwałe uszkodzenie nośnika i bezpowrotną utratę przechowywanych na nim informacji. Podobny skutek mogłyby wywołać zanieczyszczenia, gdyby dostały się do wnętrza napędu.
Kiedy następuje wyłączenie dysku, głowice odczytująco-zapisujące trafiają do wydzielonego obszaru na talerzach (ang. ?landing zone"), na którym nie są zapisane żadne dane. Operacja ta jest określana jako parkowanie głowic. Dzięki niej możliwe jest uniknięcie ich uszkodzenia podczas transportu napędu.