Os discos rígidos são um dos principais elementos de hardware do computador, assumindo um papel relevante tanto no subsistema de gerenciamento de memória quanto no de entrada e saída. Internamente, os discos se organizam em função de uma série de componentes, sendo os principais os pratos, o eixo central ou motor e os cabeçotes de leitura. Por sua vez, as superfícies dos pratos dos discos são organizadas em trilhas que se dividem em setores. Um conjunto de trilhas de mesma posição nos diferentes pratos é chamado de cilindro.
Os principais atrasos nas operações de disco se referem aos tempos gastos na busca e na latência de rotação. De forma a tentar reduzir o custo destas operações, muitos discos rígidos implementam políticas de agendamento. Os métodos de agendamento de disco mais conhecidos são o First Come First Served (FCFS), o Shortest Seek Time First (SSTF), o do Elevador (SCAN), o Look, e o Circular SCAN (C-SCAN), sendo que a performance de cada um dos algoritmos vai depender da quantidade e do perfil das requisições de acesso ao disco solicitadas.
Já quando se fala em estruturas de organização de discos rígidos, os principais modelos que vem à mente são o RAID e o JBOD. O JBOD atua como um agregador de discos, fazendo com que o sistema operacional consiga lidar com o armazenamento em múltiplos volumes sem, no entanto, agregar ganho de desempenho ou implementar qualquer método de tolerância a falhas.
Já o modelo RAID surgiu como uma forma de se prover alguma organização e controle ao modelo JBOD. A arquitetura trouxe uma série de funcionalidades aos arranjos de discos, que auxiliaram na redução da diferença de performance entre e a velocidade de processamento da CPU e a velocidade de acesso aos discos e na promoção de técnicas de tolerância a falhas. O modelo RAID mais utilizado atualmente é o RAID 5.