Optische Speichersysteme verwenden nicht magnetische Veränderungen des Mediums zur Speicherung, wie dies Festplatten oder Bandlaufwerke tun, sondern nutzen Oberflächen-Änderungen des Materials durch thermische Wirkung des Laserstrahls. Je nachdem, welche Löcher der Laser in die Oberfläche brennt (deshalb spricht man auch von CD- oder DVD-»Brenner«), entsteht eine andere Reflektion des Laserlichts und damit andere Daten. Verschiedene Formate von CDs und DVDs sichern die Daten in unterschiedlichen Datenformaten, verschiedene Laserwellenlängen speichern sie mehr oder weniger dicht auf einer Schicht. Moderne optische Speicher wie die HD-DVD, Blu-Ray-Disk oder HD-VMD speichern auf mehreren übereinanderliegenden »Layers« und bringen so noch mehr Daten auf eine Scheibe. Die »Double-Layer«-Technik ist inzwischen bereits Standard in preiswerten Consumergeräten. Entwickler planen bereits optische Medien, die Hunderte von Gigabytes auf der Größe einer CD unterbringen.