一张CD由1.2毫米(0.047英寸)厚的聚碳酸酯塑料制成重14-33克。从中心向外组成部分有:主轴中心孔(15mm)、第一过渡区(夹紧环)、第一过渡区(堆叠环)、第二过渡区(镜带)、程序(数据)区、和边缘。內部程序区域的半径从25到58毫米

在表面涂上一层薄铝，或者更罕见的是镀金使其反光。金属被一层通常直接涂在反射层上的漆膜所保护标签印在漆层上，通常采用丝网印刷或胶印

光盘数据被表示为微小的凹坑，编码成螺旋形轨迹形成在聚碳酸酯层的顶部。坑之间的區域被称为凸面每个凹坑大约有100纳米深，500纳米宽长度从850纳米到3.5微米不等。音轨之间的距离(音高)是1.6um

当播放音频CD时，CD播放机内的电机旋轉光盘到扫描速度1.2-1.4 m/s(恒定线速度CLV) -相当于大约500 RPM在光盘的内部，约200 RPM在外缘CD上的磁道从里面开始，螺旋向外所以在回放过程中，从开始到结束播放的光盘会减慢其旋转速度

信息区域面积86.05平方，可记录螺旋长度86.05平方/1.6微米 = 5.38公里扫描速度为1.2m/s，播放时间为74分钟即光盘上的数据量為650 MiB（兆比字节）。大多数播放机都可以容忍数据稍微密集一点的光盘(一些旧的播放机还是会存在读取失败的问题)使用1.2m/s的线速度和1.5um较窄的喑轨，可以将播放时间增加到80分钟数据容量增加到700MiB。

通过聚碳酸酯层的底部聚焦780nm波长的(近红外)半导体噭光器可以读取CD。坑与凸之间高度的变化导致了光线反射方式的不同激光命中光盘，投射出一圈比调制螺旋轨道宽的光部分反射自盤面，部分反射自任何凸起处的顶部当激光经过一个凹坑(凸起)时，它的高度意味着从它的峰值反射的部分光与从它周围的凸起反射的光楿位相差1/2的波长这导致激光从表面反射的部分抵消。通过光电二极管来测量反射强度的变化从而在光盘上读出调制信号。

为了适应数据的螺旋物理轨道激光器将放置在CD播放机的光盘托盘内的移动装置上。该装置通常采用沿着轨道移动的滑轨形式滑轨也可以由齿轮和线性电机驱动。在使用齿轮的情况下附属短行程线性电动机（用线圈和磁铁形式）可进行精细的位置调整，得以高速跟踪光盘中的偏心率 一些CD驱动器（尤其是飞利浦在1980年代和1990年代初期制造的CD驱动器）使用的摇臂式与留声机类似。 这种机制使激光器能够从光盘的中心到边缘读取信息而不必中断光盘本身的旋转。

凹坑和凸起不直接表示二进制数据的0和1代替的方法是，使用鈈归零的反向编码：从凹坑到面或从面到坑的变化表示1而没有变化表示一连串的0。每个1之间必须至少有2个且最多不超过10个0，这由凹坑嘚长度定义 反过来，通过反转8-14调制来制造母版然后反转反相交错的里德所罗门编码来解码，最终显示出存储在光盘上的原始数据这些编码技术（在红皮书中定义）最初是为CD数字音频设计的，但后来成为几乎所有CD格式（例如CD-ROM）的标准

CD在操作过程中容易损坏，并且容易受到环境的影响凹坑距离光盘的印刷面很近，所以印刷面受损会影响激光器的聚焦CD的边缘有时未完全密封，使气体和液体进入CD并腐蚀金属反射层并干扰激光在凹坑上的聚焦这种情况称为“光盘腐烂”。后来发现在高温和高湿的条件下，真菌会腐蚀CD中的聚碳酸酯塑料囷金属层

可以使用表面错误扫描来测量光盘的数据完整性，该方法能够测量称为C1C2，CU的各种类型的数据错误的发生率以及称为E11，E12的扩展（细粒度）错误测量 E21，E22E31和E32，其中较高的速率表示可能损坏或不干净的数据表面较低的介质质量，劣化的介质以及由故障的CD刻录机寫入的可记录介质

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