硬盘储存数据的原理和盒式磁带类似，只不过盒式磁带上存储是模拟格式的音乐，而硬盘上存储的是数字格式的数据。写入时，磁头线圈上加电，在周围产生磁场，磁化其下的磁性材料；电流的方向不同，所以磁场的方向也不同，可以表示 0 和 1 的区别。
读取时，磁头线圈切割磁场线产生感应电流，磁性材料的磁场方向不同，所以产生的感应电流方向也不同。
光盘和硬盘储存原理不一样，直接比较其储存密度和介质的体积之间的关系没有意义，例如硬盘和光盘都可以在更高的工艺水平和技术下大幅提高自己的储存密度。
简单说来，光储是靠光线传播的差异来储存信息，包括反射光的强度，相位变化等，磁储是靠磁体中磁畴（小磁针）的指向来记录信息的。
硬盘不是直接存储我们现在人看到的数据，计算机中，通过2进制，将数据转化为可以用2进制表示的数字数据，再对应机器的高电平低电平等可以用两种机器物理状态的状态。
在衡量计算机的主要性能指标中，字长是计算机运算部件一次能够处理的二进制数据的位数。 计算机主要有以下性能指标： (1)运算速度。 运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标。通常所说的计算机运算速度（平均运算速度），是指每秒钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令／秒”（mips，MillionInstructionPerSecond）来描述。同一台计算机，执行不同的运算所需时间可能不同，因而对运算速度的描述常采用不同的方法。常用的有CPU时钟频率（主频）、每秒平均执行指令数(ips)等。微型计算机一般采用主频来描述运算速度，例如，Pentium/133的主频为133MHz，PentiumⅢ/800的主频为800MHz，Pentium41.5G的主频为1.5GHz。一般说来，主频越高，运算速度就越快。 (2)字长。 计算机在同一时间内处理的一组二进制数称为一个计算机的“字”，而这组二进制数的位数就是“字长”。在其他指标相同时，字长越大计算机处理数据的速度就越快。早期的微型计算机的字长一般是8位和16位。目前586（Pentium，PentiumPro，PentiumⅡ，PentiumⅢ，Pentium4）大多是32位，现在的大多数人都装64位的了。 (3)内存储器的容量。 内存储器，也简称主存，是CPU可以直接访问的存储器，需要执行的程序与需要处理的数据就是存放在主存中的。内存储器容量的大小反映了计算机即时存储信息的能力。随着操作系统的升级，应用软件的不断丰富及其功能的不断扩展，人们对计算机内存容量的需求也不断提高。目前，运行Windows95或Windows98操作系统至少需要16M的内存容量，WindowsXP则需要128M以上的内存容量。内存容量越大，系统功能就越强大，能处理的数据量就越庞大。 (4)外存储器的容量。 外存储器容量通常是指硬盘容量（包括内置硬盘和移动硬盘）。外存储器容量越大，可存储的信息就越多，可安装的应用软件就越丰富。目前，硬盘容量一般为10G至60G，有的甚至已达到120G。 除了上述这些主要性能指标外，微型计算机还有其他一些指标，例如，所配置外围设备的性能指标以及所配置系统软件的情况等等。另外，各项指标之间也不是彼此孤立的，在实际应用时，应该把它们综合起来考虑，而且还要遵循“性能价格比”的原则。
外存储器
硬盘是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。碟片外覆盖有铁磁性材料。硬盘有固态硬盘（SSD 盘，新式硬盘）、机械硬盘（HDD 传统硬盘）、混合硬盘（HHD 一块基于传统机械硬盘诞生出来的新硬盘）。硬盘的作用就是对数据存储和读取，比如你运行游戏程序的时候就是对磁盘里的数据频繁的读取，数据的读取又跟硬盘的转速有关。所以硬盘在电脑的中起内存储器作用运行的。
硬盘的种类可分为：
1、固态硬盘（SSD），采用闪存颗粒来储存；
2、机械硬盘（HDD），采用磁性碟片来储存；
3、混合硬盘（HHD），是把磁性硬盘和闪存集成到一起的一种硬盘。
SSD采用闪存颗粒来储存，HDD采用磁性碟片来储存，混合硬盘(HHD: Hybrid Hard Disk)是把磁性硬盘和闪存集成到一起的一种硬盘。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。
现在电脑主要分为两种硬盘。
1.机械硬盘
这个是最传统的硬盘，也是最可靠的硬盘。缺点就是读写速度慢，占据体积比较大，受到外力影响容易损坏，而且工作内部是密封的，接触灰尘就凉了。
他的所有的盘片都固定在一个旋转轴上，这个轴即盘片主轴。而所有盘片之间是绝对平行的，在每个盘片的存储面上都有一个磁头，磁头与盘片之间的距离比头发 丝的直径还小。所有的磁头连在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向动作，（实际是斜切向运动），每个磁头同一时刻也必须是同轴的，即从正上方向下看，所有磁头任何时候都是重叠的（不过目前已经有多磁头独立技术，可不受此限制）。而盘片以每分钟数千转到上万转的速度在高速旋转，这样磁头就能对盘片上的指定位置进行数据的读写操做。而且硬盘会分成不同的扇区，把不同的数据储存在不同的扇区。这样子的好处就是即使有一个地方的磁盘出现坏道，只会影响当前的数据，其它的地方数据就不受影响。
而且数据万一丢失或者损坏，是可以通过技术手段恢复的。
2.还有就是固态硬盘
这个是最近几年忽然火起来的，它的体积更小，读写速度更快
它的工作原理，就是把磁存储改为集成电路存储。磁存储需要扫描磁头的动作和旋转磁盘的配合。电路存储即固态存储靠的是电路的扫描和开关作用将信息读出和写入，不存在机械动作。基于闪存的固态硬盘是固态硬盘的主要类别，其内部构造十分简单，固态硬盘内主体其实就是一块PCB板，而这块PCB板上最基本的配件就是控制芯片，缓存芯片（部分低端硬盘无缓存芯片）和用于存储数据的闪存芯片。这样子的话，就省去了原来磁头移动的过程，省时间。读写速度更快。游戏玩家的最爱。
缺点：坏了以后数据难以恢复。
