Ổ đĩa quang là một loại thiết bị dùng để đọc đĩa quang, nó sử dụng một loại thiết bị phát ra một tia lazer chiếu vào bề mặt đĩa quang và phản xạ lại trên đầu thu và được giải mã thành tín hiệu. 

Những bộ phận cơ bản trong ổ đĩa quang là:

Module quang học có chứa các diode lazer, cảm biến photodiode,một hoặc nhiều gương bán mạ, hệ thống thấu kính zoom bằng từ trường có 3 khẩu độ là 0.45,0.60,0.85 lần lượt cho cd,dvd,blu-ray. Bo mạch flexible nhỏ có kết nối flexible cable. Tất cả được gắn trong một vỏ bằng nhựa hoặc kim loại có gắn răng cưa.

Module cơ học gồm động cơ quay đĩa, động cơ quay trục xoắn, khi gắn trục xoắn với răng cưa của module quang học, chuyển động quay của trục xoắn tạo một momen đẩy các răng cưa lên xuống - điều khiển vị trí của module quang học. Module quang học trượt trên hai trục kim loại song song với trục xoắn có tác dụng giữ module ở đúng vị trí. Tất cả được bắt vít trên một khung kim loại.

Module phần cứng điều khiển gồm một bảng mạch in nằm dưới khung kim loại. Có các dây cáp flexible nối với bộ phận cơ học và quang học, được tích hợp cổng giao tiếp ata,sata hoặc usb.

Đối với các loại đầu đĩa quang khác nhau và do các hãng khác nhau, có cấu tạo module quang học rất khác nhau, được chia làm hai dạng chính là loại có một và loại hai thấu kính. Loại một thấu kính thông dụng hơn vì thiết kế đơn giản.Loại hai thấu kính thường thấy trong một số thế hệ đầu blu-ray của máy ps3 và ps4, nó chia mắt đọc blu-ray và dvd sử dụng thấu kính riêng, tuy nhiên các module sử dụng 1 thấu kính cũng có thể tích hợp nhiều mắt đọc.

Dữ liệu được ghi lên đĩa là dạng tín  hiệu số 0,1 ở đầu ghi và sử dụng nguyên lí ghi dữ liệu lên đĩa lazer để ghi dữ liệu lên đĩa.    

Trong khi đĩa quay với tốc độ cao và súng lazer sẽ chiếu lên bề mặt đĩa, thì tia lazer được điều khiển tắt sáng tương ứng với tín hiệu 0 hay 1 đưa vào.Trong đó: ứng với tín hiệu 0 là tia lazer  tắt,  ứng với tín hiệu 1 là tia lazer  sáng đốt cháy bề mặt đĩa thành một  điểm làm mất khả năng phản xạ. 

Mạch servo sẽ điều khiển tốc độ quay đĩa cũng như điều khiển cho tia lazer hội tụ trên đĩa và ghi dữ liệu thành các đường trắc hình xoắn chôn ốc.

Đĩa có dữ liệu được quay với tốc độ cao, mắt nguyên lí đọc tín hiệu từ đĩa đọc sẽ đọc dữ liệu ghi trên đĩa theo nguyên tắc : sử dụng tia lazer ( yếu hơn lúc ghi ) chiếu lên bề mặt đĩa dọc theo các đường track có dữ  liệu, sau đó hứng lấy tia phản xạ quay lại rồi đổi chúng thành tín hiệu điện. Khi tia lazer chiếu qua các điểm trên bề mặt đĩa bị đốt cháy sẽ không có tia phản xạ và tín hiệu thu được là 0. Khi tia lazer chiếu qua các điểm trên bề mặt đĩa không bị đốt cháy sẽ có tia phản xạ và tín hiệu thu được là 1.

Tín hiệu khi đọc nếu ngược với khi ghi thì chỉ việc cho qua  tia phản xạ sẽ được ma trận Diode đổi thành cổng đảo tín hiệu sẽ được đảo lại  tín hiệu điện, sau khi khuếch đại và xử lý ta thu được tín hiệu.

Loại chỉ đọc (Read-only Disk Drive) chỉ dùng để truy cập dữ liệu trên các đĩa đã ghi dữ liệu từ trước.

Loại chỉ ghi (Write-only Disk Drive) dùng để ghi dữ liệu trên đĩa trắng CD-R qua một phần mềm ghi đĩa (CD burner) như Nero Burning ROM, Roxio Easy Creator

Loại đọc và ghi (Read, Write Disk Drive) có thể đọc, ghi, xóa dữ liệu trên đĩa, thường ký hiệu với 3 thông số trên ổ đĩa (đọc dữ liệu, ghi dữ liệu, tốc độ ghi sữ liệu trên đĩa trong 1 lần)