Nowoczesny dysk twardy składa się z zamkniętego pojemnika, w którym wirują talerze napędzane silnikiem. Silniki napędowe uległy znacznym ulepszeniom, dzięki czemu mogą obracać talerzami przez kilka lat bez najmniejszej awarii. Talerze dysków twardych dzisiejszej generacji wirują z prędkością od 4000 obrotów na minutę dla najwolniejszych do 10 000 w przypadku zaawansowanych konstrukcji, stosowanych głównie w serwerach. Istnieją dyski o obrotach nawet do 12 000, mają jednak pewne ograniczenia. W obudowach dysków można spotkać od jednego do dziesięciu współosiowo wirujących talerzy (zwykle montuje się ich cztery lub mniej). Poniżej i powyżej każdego talerza znajduje się głowica umieszczona w bardzo niewielkiej odległości od jego powierzchni. Głowice zapisująco-odczytujące również poruszają się współosiowo dzięki zamontowaniu ich na wspólnym ramieniu. Takie rozwiązanie gwarantuje stałe wyrównanie głowic względem siebie oraz pozwala zminimalizować liczbę części ruchomych. Po wyłączeniu zasilania, głowice przesuwają się w miejsce, w którym nie zagrażają porysowaniem powierzchni talerzy (taka czynność jest nazywana parkowaniem głowic). Głowica jest elementem bardzo zaawansowanym technologicznie. Obecnie wytwarzane dyski twarde korzystają z głowic magnetorezystywnych (ang. magnetoresistive head) określanych w skrócie MR. Głowice starszych generacji przesuwając się nad powierzchnią talerzy odczytywały dane poprzez indukcję magnetyczną, podczas gdy głowice MR stosują o wiele bardziej aktywną metodę. Przez głowicę tego typu cały czas płynie bowiem prąd, którego parametry zmieniają się w zależności od natężenia pola magnetycznego w danym miejscu talerza. Dzięki temu głowica MR jest w stanie odczytać dane o wyższym stopniu zagęszczenia zapisu niż starsze głowice indukcyjne. Odległość jaka dzieli głowicę MR od powierzchni talerza wynosi 3 mikrony (3 milionowe części metra) lub mniej.
