Pod plastikową ochronną warstwą wierzchnią dysku CD-ROM znajduje się warstwa pokryta milionami mikroskopijnych wgłębień powstających w procesie tłoczenia dysku. Warstwa z wgłębieniami nazywana bywa substratem. Każde wgłębienie reprezentuje binarną jedynkę, a brak wgłębienia oczywiście binarne zero. Laser o niskiej mocy wysyła promień światła w kierunku substrata, od którego promienie odbijają się. Intensywność odbitego światła zależy od tego czy promień trafia na wgłębienie czy też obok. W ten właśnie sposób są interpretowane binarny zapis jedynek i zer. Dyski DVD-ROM są odczytywane w identyczny sposób. Różnica polega jedynie na podwyższeniu częstotliwości światła wysyłanego przez laser. Dysk DVD charakteryzuje się ponadto większą gęstością wgłębień. Podobnie jak w przypadku twardych dysków zagęszczenie danych powoduje ich szybszy odczyt. Transfer danych ze standardowego dysku CD audio odbywa się z prędkością 176 400 bitów na sekundę. Jest to minimalna wartość dla strumienia danych reprezentującego 16-bitowe nagranie audio dokonane z częstotliwością próbkowania 44,1 kHz. Nominalna prędkość transferu danych z dysków DVD zaś to 1231 megabajta na sekundę. Taka wydajność jest niezbędna dla prawidłowego odtwarzania filmów DVD, gdzie transmitowane są dane nie tylko wideo, ale również dane dla siedmiu kanałów dźwiękowych. Przytoczone prędkości stanowią minimum akceptowalne na poziomie konsumenckim. Napędy CD-ROM oraz DVD-ROM odznaczają się z reguły o wiele wyższymi szybkościami.
