HARD DISK („tvrdi“ ili „čvrsti“ disk) je u današnjim računarima primarni uređaj spoljne memorije. Uobičajeno je ugrađen u kućište računara i u tom slučaju nije namenjen prenosu podataka, već samo njihovom čuvanju. Hard disk je brži od većine ostalih spoljnih memorija i ima veći kapacitet od bilo kog drugog (pojedinačnog) medija.

Uređaj se sastoji iz jednog ili više aluminijumskih diskova koji se nalaze na istoj osovini i koji se rotiraju velikom brzinom (5400 rotacija u minuti kod starijih ili danas na 7200rpm kod diskova za kućne računare). Diskovi su presvučeni feromagnetnim slojem, koji ima svojstvo da kada se namagnetiše ostaje namagnetisan, pa se tako podaci mogu upisati i obrisati. Čitanje i upis podataka obavlja se preko magnetne glave koja ne dodiruje površinu već lebdi na vazdušnom jastuku na veoma malom rastojanju od nje. Zahvaljujući tome, hard disk je mnogo brži i pouzdaniji od drugih magnetnih medija, kao što je npr. disketa kod koje glava dolazi u fizički dodir sa površinom.

Jedna specifičnost hard diska je mogućnost njegove podele na particije. Particije su nezavisni delovi diska koji se u operativnom sistemu posmatraju kao zasebni diskovi, bez obzira na to što se fizički radi o istom uređaju. Tako će pod Windows-om svaka particija imati dodeljeno zasebno slovo.

Zbog svog kapaciteta i brzine, hard disk se na računarskom sistemu može koristiti kao virtuelna memorija. Ukoliko računar tokom rada iskoristi raspoloživu RAM memoriju, operativni sistem može delove RAM-a snimati i učitavati sa diska, kako bi nastavio sa radom. Prostor na disku u kome se vrši ovo snimanje naziva se swap fajl. Nedostatak ovakvog „žongliranja“ memorijom je što se rad sa računarom usporava, budući da je disk, bez obzira na svoju brzinu, i dalje mnogo sporiji od unutrašnje memorije.

Način na koji se fajlovi i folderi organizuju na disku naziva se fajl sistem. Hard disk je podeljen na veliki broj koncentričnih kružnica („traka“ ili „cilindara“), koje su podeljene na jednak broj sektora (obično veličine 512 bajtova), koji su grupisani u klastere (clusters). Jedan klaster je najmanji mogući prostor na hard disku koji fajl može da zauzme. Kao što se vidi na slici, fajlovi uvek zauzimaju ceo broj klastera. Da bi se disk pripremio za upis fajlova potrebno je izvršiti njegovo formatiranje (kreiranje klastera i fajl sistema). Formatiranjem diska se ranije upisani podaci brišu.

Prilikom snimanja fajla na disku, nije obavezno da klasteri koje taj fajl zauzima fizički budu poređani jedan za drugim. Tokom rada se obavlja veliki broj operacija sa fajlovima i može se desiti da disk postane fragmentisan (fajlovi razbacani po klasterima diska), što usporava rad sa diskom. Na priloženoj slici kao primer fragmentisanog fajla dat je fajl „a“. Ovaj problem se rešava defragmentacijom (u nekim sistemima tzv. „optimizacijom“ diska).

Osim internih, danas postoje i eksterni hard diskovi koji se povezuju sa računarom, najčešće preko USB porta. Napajaju se iz računara ili zasebno iz električne mreže, ukoliko su u pitanju diskovi većeg kapaciteta. Pre pojave eksternih diskova, jedan od načina za prenos diska (bez otvaranja računara) bio je korišćenje fioke (HDD rack), odnosno posebnog ležišta koje je omogućavalo da se hard disk ubaci ili izvadi bez otvaranja kućišta računara.