Существует два режима записи дисков: DAO и TAO. Название первого расшифровывается как "диск за один раз" (Disk-at-once). Такие диски еще называют односессионными, так как весь диск записывается за один прием, без выключения лазера. Одна сессия, впрочем, не означает наличие только одной звуковой дорожки - в современных дисках дорожек (треков, Tracks) обычно столько, сколько записывается отдельных аудиокомпозиций. Это удобно и при записи, и при обратном преобразовании (каждый файл оригинала соответствует своему треку), и с точки зрения контроля за пользователями, которые вечно норовят все куда-нибудь скопировать (для каждого трека можно проконтролировать длительность и составить контрольную сумму, с помощью которой ее легко в дальнейшем "отловить" в пиринговых сетях). Естественно, какой-нибудь концерт может быть растянут и на весь объем диска - тогда и трек всего один.
В процессе записи в режиме DAO важно, чтобы поток данных, поступающих в привод, не прерывался, иначе "болванка" (даже перезаписываемая) может быть испорчена навсегда. Не все старые компьютеры справлялись с таким требованием, да и по сей день при записи на высоких скоростях не рекомендуется в процессе работы привода запускать другие приложения. На ПК последних моделей (с большим количеством оперативки и особенно использующих скоростные интерфейсы приводов типа SATA) можно, впрочем, об этом не задумываться.
Чтобы обойти жесткие ограничения на равномерность поступления данных, был придуман режим TAO - "дорожка за один раз" (Track-at-once). В этом режиме, называемом еще мультисессионным, лазер выключается каждый раз, когда записывается очередная дорожка. С этим связаны потери - примерно 12–14 Мбайт лишних данных на каждую сессию, плюс два ghost-сектора в конце каждой сессии (предназначенных для исключения проблем при стыковке сессий)[Отметим, что в разное время пытались придумывать "безразрывные" технологии записи с промежуточной остановкой лазера, в основном для предотвращения порчи болванок при записи на больших скоростях. Типичные примеры - Burn-Proof от Sanyo или Safe Burn от Yamaha. Они, однако, не прижились - слишком сложны в реализации, в то время, как страховка от исчерпания буфера при записи ныне обеспечивается просто возросшим быстродействием компьютеров.]. Кроме того, не все старые приводы могут воспринимать мультисессионные диски. Зато гораздо меньше проблем с записью - в случае чего испорченную дорожку можно просто исключить из рассмотрения, пожертвовав некоторым объемом диска, да и процесс записи можно растянуть хоть на несколько дней, дописывая очередные треки.
Каждая сессия помечается при записи на диске специальными метками, lead-in в начале, и lead-out - в конце. Если метка lead-out не стоит, то такая сессия называется незакрытой, и на диск можно дописывать данные в других сессиях. Чтобы мультисессионный диск корректно проигрывался во всех устройствах, последнюю сессию надо закрыть (для аудиоформата это обязательное условие). Естественно, штампованные диски выпускаются всегда записанными в режиме DAO.
CD представляет собой диск из поликарбоната диаметром 120 мм и толщиной около 1,2 мм, с отверстием диаметром 15 мм в центре. Существует и стандарт на 80-миллиметровые мини-диски. Простейший незаписываемый компакт-диск фабричного производства изготавливается по технологии, во многом напоминающей производство виниловых пластинок. Сначала делается эталонный диск из стекла, рисунок будущих дорожек на котором вытравливается плавиковой кислотой, что очень похоже на изготовление печатных плат. Со стеклянного эталона методом гальванопластики изготавливают никелевые матрицы, с помощью которых путем литья под давлением штампуют копии.
Отдельные биты при этом получаются в виде углублений (pits, часто их по-русски так и называют питами), соответствующих логической единице, и промежутков между ними (иногда их называют выпуклостями - bumps), соответствующих логическому нулю. Расположена дорожка питов на верхней стороне прозрачной подложки из поликарбоната, на которую напылением затем наносят отражающий слой (из алюминия или золота). Длина питов 0,83…3,1 мкм, ширина 0,4 мкм, глубина 0,12…0,2 мкм, расстояние между витками спиральной дорожки 1,6 мкм (часто упоминают, что это примерно в 50 раз меньше толщины человеческого волоса). Отражающий слой сверху покрывают защитным лаком и надпечатывают или наклеивают картинку. Штампованные CD - самые долговечные (особенно "золотые"), считается, что они могут хранить информацию более тридцати лет.