一、當應用程式透過作業系統的API發出請求一塊資料時，解釋該請求的磁碟快取記憶體就首先察看資料是否存在於作為磁碟快取記憶體的系統記憶體中，如果存在資料就將複製到應用程式的緩衝區中，如果未在快取中則將該請求傳送到硬碟控制器。

二、硬碟控制器接到請求後先檢查硬碟上的資料緩衝儲存器(cache buffer)以確定資料是否在其中，如果在，資料將透過硬碟控制器發往應用程式的緩衝區。如果資料在硬碟資料緩衝區沒有被檢查到，硬碟控制器就將觸發硬碟的磁頭傳動裝置。

三、磁頭傳動裝置在盤面上將磁頭移動至目標磁軌後，硬碟馬達透過轉動磁碟盤面把被請求資料所在的區域移到磁頭下，磁頭透過探測磁顆粒極性的變化來讀取資料或者透過改變磁顆粒極性來寫入資料。

四、最後檔案系統（ Dos,Win3X中的FAT，Win95/osr2,win98中的FAT32,NT中的NTFS等）記錄下各個檔案所用到的簇。

總之硬碟之所以能夠讀取，寫入及儲存資料，其原理就是透過磁頭改變硬碟盤面上的磁顆粒的極性來進行的。