Standardní disk CD-R je disk o tloušťce 1,2 mm (0,047 palce) vyrobený z polykarbonátu o průměru asi 120 mm. Disk o průměru 120 mm (5″) má kapacitu 74 minut zvuku nebo 650 megabajtů dat. Disky CD-R/RW jsou k dispozici s kapacitou 80 minut zvuku nebo 737 280 000 bajtů (700 MiB), které dosahují lisováním disku s nejtěsnějšími přípustnými tolerancemi uvedenými v normách Orange Book CD-R/CD-RW. Technická rezerva, která byla vyhrazena pro výrobní tolerance, byla místo toho použita pro datovou kapacitu, čímž nezůstala žádná výrobní tolerance; aby tyto disky skutečně splňovaly normu Orange Book, musí být výrobní proces dokonalý .
Přes výše uvedené má většina disků CD-R na trhu kapacitu 80 minut. Existují také disky s kapacitou 90 minut/790 MiB a 99 minut/870 MiB, i když jsou méně běžné (a od standardu Orange Book se vyloženě odchylují). Také kvůli omezením datových struktur v ATIP (viz níže) se 90 a 99minutové prázdné disky identifikují jako 80minutové. (Vzhledem k tomu, že ATIP je součástí standardu Orange Book, je přirozené, že jeho konstrukce nepodporuje některé nestandardní konfigurace disků.) Proto, aby bylo možné využít dodatečnou kapacitu, je nutné tyto disky vypálit pomocí možností „overburn“ v softwaru pro nahrávání CD. (Samotné přepalování se tak jmenuje proto, že se vymyká zapsaným standardům, ale vzhledem k poptávce na trhu se přesto stalo de facto standardní funkcí ve většině zapisovacích mechanik CD a softwaru pro ně.)
Některé mechaniky používají speciální techniky, jako například GigaRec od společnosti Plextor nebo HD-BURN od společnosti Sanyo, k zápisu většího množství dat na daný disk; tyto techniky se ve své podstatě odchylují od standardů Compact Disc (Red, Yellow a/nebo Orange Book), takže nahrané disky mají proprietární formát a nejsou plně kompatibilní se standardními přehrávači a mechanikami CD. Nicméně v určitých aplikacích, kde disky nebudou distribuovány nebo vyměňovány mimo uzavřenou skupinu a nebudou dlouho archivovány, může být proprietární formát přijatelným způsobem, jak získat větší kapacitu (až 1,2 GiB u GigaRec nebo 1,8 GiB u HD-BURN na 99minutových médiích). Největším rizikem při použití takového proprietárního formátu pro ukládání dat, za předpokladu, že funguje spolehlivě tak, jak byl navržen, je to, že může být obtížné nebo nemožné opravit nebo vyměnit hardware používaný ke čtení médií, pokud dojde k jeho selhání, poškození nebo ztrátě poté, co jeho původní dodavatel ukončí jeho výrobu.
Nic v normách Red, Yellow nebo Orange Book nezakazuje, aby zařízení pro čtení/zápis disků měla kapacitu pro čtení nebo zápis disků nad rámec norem pro kompaktní disky. Normy sice vyžadují, aby disky splňovaly přesné požadavky, aby se mohly nazývat kompaktními disky, ale ostatní disky se mohou nazývat jinak; pokud by tomu tak nebylo, nemohla by žádná DVD mechanika legálně nést logo kompaktního disku. Přestože přehrávače a mechaniky disků mohou mít schopnosti nad rámec norem, které jim umožňují číst a zapisovat nestandardní disky, neexistuje žádná záruka, pokud výrobce výslovně neuvede další specifikace nad rámec běžné certifikace loga Compact Disc, že konkrétní přehrávač nebo mechanika budou fungovat nad rámec norem vůbec nebo trvale. Kromě toho, pokud stejné zařízení bez výslovných výkonnostních specifikací nad rámec loga Compact Disc zpočátku spolehlivě zpracovává nestandardní disky, neexistuje žádná záruka, že tak později nepřestane činit, a v takovém případě neexistuje žádná záruka, že jej lze servisem nebo úpravou přimět, aby tak opět činilo. Proto jsou disky s kapacitou větší než 650 MB, a zejména ty s kapacitou větší než 700 MB, hůře zaměnitelné mezi přehrávači/pohonnými jednotkami než disky standardní a nejsou příliš vhodné pro archivaci, protože není zajištěna jejich čitelnost na budoucím zařízení, nebo dokonce na stejném zařízení v budoucnu, a to ani za předpokladu, že disky nebudou vůbec degradovat.
Polykarbonátový disk obsahuje spirálovou drážku, nazývanou „předdrážka“ (protože je vylisována před zápisem dat na disk), která vede laserový paprsek při zápisu a čtení informací. Předdrážka je vylisována na horní straně polykarbonátového disku, kde by byly vylisovány důlky a plošky, pokud by se jednalo o lisovaný (nezáznamový) disk CD s červenou knihovnou; spodní strana, která směřuje k laserovému paprsku v přehrávači nebo mechanice, je rovná a hladká. Polykarbonátový disk je na přední straně potažen velmi tenkou vrstvou organického barviva. Poté je na vrchní část barviva nanesena tenká reflexní vrstva stříbra, slitiny stříbra nebo zlata. Nakonec se na kovový reflektor nanese ochranná vrstva fotopolymerizovatelného laku a vytvrdí se UV světlem.
Prázdný disk CD-R není „prázdný“; předžlábek je zvlněný (ATIP), což pomáhá zapisovacímu laseru držet stopu a zapisovat data na disk konstantní rychlostí. Udržování konstantní rychlosti je nezbytné pro zajištění správné velikosti a vzdálenosti důlků a plošek vypálených do vrstvy barviva. ATIP (absolute time in pregroove) je kromě informace o časování také datová stopa obsahující informace o výrobci disku CD-R, použitém barvivu a informace o médiu (délka disku apod.). Předdrážka není při zápisu dat na disk CD-R zničena, což některá schémata ochrany proti kopírování využívají k rozlišení kopií od originálního disku CD.
Existují tři základní složení barviva používaného v discích CD-R:
- Nejdříve byly vyvinuty disky CD-R s kyaninovým barvivem a jejich složení je patentováno společností Taiyo Yuden. Disky CD-R založené na tomto barvivu mají většinou zelenou barvu. Dřívější modely byly chemicky velmi nestabilní, což způsobilo, že disky na bázi kyaninu nebyly vhodné pro archivaci; mohly vyblednout a stát se nečitelnými během několika let. Mnoho výrobců, jako například Taiyo Yuden, používá patentované chemické přísady pro výrobu stabilnějších kyaninových disků („metalicky stabilizovaný kyanin“, „superkyanin“). Starší disky CD-R na bázi kyaninu, stejně jako všechna hybridní barviva na bázi kyaninu, jsou velmi citlivé na UV záření a mohou se stát nečitelnými již po několika dnech, pokud by byly vystaveny přímému slunečnímu záření. Přestože díky použitým přísadám se kyanin stal stabilnějším, je stále nejcitlivějším z barviv na UV záření (vykazuje známky degradace do týdne po vystavení přímému slunečnímu záření). Častou chybou, které se uživatelé dopouštějí, je ponechání disků CD-R „čirým“ (záznamovým) povrchem nahoru, aby je ochránili před poškrábáním, protože tak na záznamový povrch přímo dopadá sluneční záření.
- CD-R s ftalokyaninovým barvivem jsou obvykle stříbrné, zlaté nebo světle zelené. Patenty na ftalocyaninové disky CD-R vlastní společnosti Mitsui a Ciba Specialty Chemicals. Ftalocyanin je přirozeně stabilní barvivo (nepotřebuje stabilizátory) a životnost disků CD-R na jeho bázi se často udává na stovky let. Na rozdíl od kyaninu je ftalocyanin méně odolný vůči UV záření a disky CD-R založené na tomto barvivu vykazují známky degradace až po dvou týdnech vystavení přímému slunečnímu záření. Ftalocyanin je však citlivější než kyanin na kalibraci výkonu zapisovacího laseru, což znamená, že úroveň výkonu používaného zapisovacím laserem musí být přesněji nastavena pro daný disk, aby bylo dosaženo dobrého záznamu; to může narušit výhody stability barviva, protože u okrajově zapsaných disků (s vyšší opravitelnou chybovostí) dojde ke ztrátě dat (tj. ke ztrátě dat).tj. budou mít neopravitelné chyby) po menší degradaci barviva než dobře zapsané disky (s nižší opravitelnou chybovostí).
- Disky CD-R s azobarvivem mají tmavě modrou barvu a jejich složení je patentováno společností Mitsubishi Chemical Corporation. Azobarviva jsou také chemicky stabilní a životnost disků CD-R s azobarvivy se obvykle udává na desítky let. Azobarvivo je nejodolnější vůči UV záření a začíná degradovat až po třetím nebo čtvrtém týdnu vystavení přímému slunečnímu záření. Mezi modernější provedení tohoto druhu barviva patří Super Azo, které není tak tmavě modré jako dřívější Metal Azo. Tato změna složení byla nutná pro dosažení vyšší rychlosti zápisu.
Existuje mnoho hybridních variant složení barviva, například Formazan od společnosti Kodak (hybrid kyaninu a ftalokyaninu).
Naneštěstí mnoho výrobců v minulosti přidávalo další barviva, aby zamaskovali své nestabilní kyaninové disky CD-R, takže složení disku nelze určit pouze na základě jeho barvy. Stejně tak zlatá reflexní vrstva nezaručuje použití ftalocyaninového barviva. Kvalita disku také nezávisí pouze na použitém barvivu, ale je ovlivněna také utěsněním, vrchní vrstvou, reflexní vrstvou a polykarbonátem. Pouhý výběr disku na základě typu barviva může být problematický. Navíc správná kalibrace výkonu laseru ve vypalovačce, stejně jako správné načasování laserových pulzů, stabilní rychlost disku atd. je rozhodující nejen pro okamžitou čitelnost, ale i pro dlouhou životnost zaznamenaného disku, takže pro archivaci je důležité mít nejen kvalitní disk, ale i kvalitní vypalovačku. Vysoce kvalitní zapisovač může ve skutečnosti poskytnout odpovídající výsledky s médii střední kvality, ale vysoce kvalitní média nemohou kompenzovat průměrný zapisovač a disky zapsané takovým zapisovačem nemohou dosáhnout své maximální potenciální archivační životnosti.
.