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。