В накопителях на жестких дисках информация записывается и считывается универсальными головками записи/чтения с концентрических окружностей магнитных дисков, разбитых на секторы.

В накопителях обычно используются несколько пластин, и для записи данных используются обе стороны каждой пластины. Одинаково расположенные дорожки на всех дисках принято объединять в цилиндры.

Каждая сторона диска предусматривает свою дорожку записи/чтения, но при этом все головки монтируются на общем приводе. Поэтому головки не способны перемещаться независимо друг от друга (работают синхронно)..

При нормальной работе накопителя головки не касаются магнитной поверхности диска. Но при отключении питания и остановке устройства они опускаются на поверхность. В процессе работы между поверхностью вращающегося диска и головкой создается очень малый воздушный зазор. Если в данный зазор попадет пылинка или накопитель получит встряску, головка может столкнуться с вращающейся поверхностью. При достаточно сильном ударе головка может выйти из строя. Последствия могут быть различными от повреждения нескольких байтов до полной неработоспособности накопителя. Поэтому в большинстве устройств магнитную поверхность легируют и наносят специальную смазку, что позволяет накопителям выдерживать периодические «приземления» и «взлеты» головок.

В некоторых современных дисках вместо системы Contact Start Stop (CSS) применяется механизм загрузки/разгрузки не позволяющий головкам контактировать с магнитной поверхностью даже при отключении питания. Впервые данный механизм был применен в 2,5 дюймовых дисках портативных компьютеров, для которых очень важна устойчивость к механическим воздействиям. Механизм загрузки/разгрузки имеет вид наклонной панели, расположенной непосредственно над внешней поверхностью диска. Когда накопитель отключен или переведен в режим пониженного питания, головки фиксируются на данной панели. При подаче питания разблокировка головок происходит только тогда, когда скорость вращения дисков достигнет определенного значения.

Поскольку стопка магнитных дисков находится в герметичных корпусах и ремонт не предусматривается, плотность дорожек у них имеет высокое значение – до 96000 и более физических дорожек на один дюйм поверхности. Блоки Head Disk Assembly (HDA – блок головок и дисков) собираются в специальных цехах при условии практически полной стерильности. Ремонтом и обслуживанием HDA занимаются относительно небольшое количество организаций.