Dane są zapisywane w taki sposób, aby mikrokontroler, który jest chipem sterującym pracą twardego dysku mógł łatwo i szybko je odnaleźć. Dysk twardy nic „nie wie” na temat zapisanych danych. Wystarczy jednak, że potrafi je zlokalizować i „zna się” na geometrii.
Zadania związane z lokalizowaniem danych wykonują układy elektroniczne, przeprowadzając zamianę zapisu magnetycznego na strumień informacji zrozumiałych dla komputera. Dyski są zwykle wyposażone w pamięć podręczną, buforującą transfer danych. Objętość takiej pamięci może wynosić od 128 kB do 4 MB. Dane w chwili przybycia do twardego dysku celem zapisania oczekują w buforze aż głowice zakończą obecne zadanie. Najmniejszą jednostką podziału obszaru dysku jest sektor. Każdy sektor ma objętość 512 bajtów (oraz kilka dodatkowych dla identyfikacji poprawności danych). Brzmi to prosto, choć wcale takie nie jest. Każdy dysk twardy jest podzielony na oddzielne ścieżki. Są one spokrewnione ze ścieżkami na płycie CD, lecz o wiele węższe. Jeden cal może na typowym dysku pomieścić wiele tysięcy ścieżek. Każda ścieżka z kolei obejmuje określoną liczbę sektorów, jednak liczba ta nie jest równa na wszystkich ścieżkach.
