Standardowa płyta CD-R jest płytą o grubości 1,2 mm (0,047 cala) wykonaną z poliwęglanu o średnicy około 120 mm (5″). Płyta o średnicy 120 mm (5″) może pomieścić 74 minuty dźwięku lub 650 megabajtów danych. Płyty CD-R/RW są dostępne z pojemnością 80 minut dźwięku lub 737 280 000 bajtów (700 MiB), którą osiągnięto dzięki formowaniu płyty z zachowaniem najściślejszych dopuszczalnych tolerancji określonych w standardach Orange Book CD-R/CD-RW. Margines inżynieryjny, który był zarezerwowany dla tolerancji produkcyjnej został użyty zamiast tego dla pojemności danych, nie pozostawiając żadnej tolerancji dla produkcji; aby te płyty były naprawdę zgodne ze standardem Orange Book, proces produkcyjny musi być doskonały .
Mimo powyższego, większość płyt CD-R na rynku ma pojemność 80 minut. Istnieją również płyty 90-minutowe/790 MiB i 99-minutowe/870 MiB, chociaż są one mniej powszechne (i odbiegają od standardu Orange Book). Ponadto, ze względu na ograniczenia struktur danych w ATIP (patrz niżej), płyty 90- i 99-minutowe będą identyfikowane jako 80-minutowe. (Ponieważ ATIP jest częścią standardu Orange Book, jest rzeczą naturalną, że jego konstrukcja nie obsługuje niektórych niestandardowych konfiguracji dysków). Dlatego, aby wykorzystać dodatkową pojemność, płyty te muszą być wypalone przy użyciu opcji „overburn” w oprogramowaniu do nagrywania płyt CD. (Overburning sam w sobie jest tak nazwany, ponieważ jest poza zapisanymi standardami, ale ze względu na zapotrzebowanie rynku, stał się de facto standardową funkcją w większości napędów do nagrywania płyt CD i oprogramowania do nich.)
Niektóre napędy używają specjalnych technik, takich jak GigaRec firmy Plextor lub HD-BURN firmy Sanyo, do zapisu większej ilości danych na danej płycie; techniki te są z natury odchyleniami od standardów Compact Disc (Red, Yellow, i/lub Orange Book), co sprawia, że nagrane płyty są sformatowane własnościowo i nie są w pełni kompatybilne ze standardowymi odtwarzaczami i napędami CD. Jednakże, w pewnych zastosowaniach, gdzie płyty nie będą dystrybuowane lub wymieniane poza prywatną grupą i nie będą archiwizowane przez długi czas, format zastrzeżony może być akceptowalnym sposobem na uzyskanie większej pojemności (do 1.2 GiB z GigaRec lub 1.8 GiB z HD-BURN na nośniku 99 minutowym). Największym ryzykiem związanym z używaniem takiego zastrzeżonego formatu przechowywania danych, zakładając, że działa on niezawodnie zgodnie z projektem, jest to, że naprawa lub wymiana sprzętu używanego do odczytu nośnika może być trudna lub niemożliwa, jeżeli ulegnie on awarii, uszkodzeniu lub zostanie utracony po tym, jak jego pierwotny sprzedawca zaprzestanie jego produkcji.
Żaden z zapisów standardów Red, Yellow lub Orange Book nie zabrania urządzeniom do odczytu/zapisu płyt możliwości odczytu lub zapisu płyt wykraczających poza standardy Compact Disc. Standardy wymagają, aby płyty spełniały precyzyjne wymagania, aby mogły być nazywane Compact Disc, ale inne płyty mogą być nazywane innymi nazwami; gdyby to nie było prawdą, żaden napęd DVD nie mógłby legalnie nosić logo Compact Disc. Chociaż odtwarzacze i napędy dysków mogą mieć możliwości wykraczające poza standardy, umożliwiając odczyt i zapis niestandardowych dysków, nie ma pewności, przy braku wyraźnych dodatkowych specyfikacji producenta wykraczających poza normalną certyfikację logo Compact Disc, że jakikolwiek konkretny odtwarzacz lub napęd będzie w ogóle lub stale działał w sposób wykraczający poza standardy. Ponadto, jeżeli to samo urządzenie, które nie posiada wyraźnych specyfikacji wykraczających poza logo Compact Disc, początkowo niezawodnie obsługuje płyty niestandardowe, nie ma pewności, że później przestanie to robić, a w takim przypadku nie ma pewności, że można je do tego zmusić poprzez serwis lub regulację. Dlatego też dyski o pojemności większej niż 650 MB, a zwłaszcza większe niż 700 MB, są mniej wymienne między odtwarzaczami/napędami niż dyski standardowe i nie nadają się zbytnio do archiwizacji, ponieważ ich czytelność na przyszłym sprzęcie, a nawet na tym samym sprzęcie w przyszłości, nie jest zapewniona, nawet przy założeniu, że dyski nie ulegną degradacji.
Płyta poliwęglanowa zawiera spiralny rowek, zwany „rowkiem wstępnym” (ponieważ jest on formowany przed zapisem danych na płycie), służący do prowadzenia wiązki laserowej przy zapisie i odczycie informacji. Rowek wstępny jest wytłoczony na górnej stronie płyty poliwęglanowej, w miejscu, w którym wytłoczone byłyby wgłębienia i krawędzie, gdyby była to tłoczona (niezapisywalna) płyta CD Red Book; dolna strona, która jest skierowana w stronę wiązki lasera w odtwarzaczu lub napędzie, jest płaska i gładka. Płyta poliwęglanowa jest pokryta po stronie z rowkiem wstępnym bardzo cienką warstwą barwnika organicznego. Następnie na barwnik nakładana jest cienka, odbijająca światło warstwa srebra, stopu srebra lub złota. Na koniec, na metalowy reflektor nakładana jest powłoka ochronna z lakieru fotopolimeryzowalnego i utwardzana światłem UV.
Czysta płyta CD-R nie jest „pusta”; rowek wstępny ma chybotliwość (ATIP), która pomaga laserowi zapisującemu utrzymać się na torze i zapisywać dane na płycie ze stałą szybkością. Utrzymanie stałej szybkości jest niezbędne do zapewnienia właściwego rozmiaru i odstępów między wżerami i obszarami wypalonymi w warstwie barwnika. Oprócz informacji o czasie, ATIP (absolute time in pregroove) jest również ścieżką danych zawierającą informacje o producencie CD-R, użytym barwniku oraz informacje o nośniku (długość płyty itd.). The pregroove is not destroyed when the data are written to the CD-R, a point which some copy protection schemes use to distinguish copies from an original CD.
There are three basic formulations of dye used in CD-Rs:
- Cyanine dye CD-Rs were the earliest ones developed, and their formulation is patented by Taiyo Yuden. Płyty CD-R oparte na tym barwniku mają głównie zielony kolor. Wcześniejsze modele były bardzo niestabilne chemicznie i to sprawiło, że płyty oparte na cyjaninie nie nadawały się do użytku archiwalnego; mogły wyblaknąć i stać się nieczytelne w ciągu kilku lat. Wielu producentów, takich jak Taiyo Yuden, stosuje opatentowane dodatki chemiczne w celu uzyskania bardziej stabilnych płyt cyjaninowych („metal stabilized Cyanine”, „Super Cyanine”). Starsze płyty CD-R oparte na barwnikach cyjaninowych, jak również wszystkie barwniki hybrydowe oparte na cyjaninie, są bardzo wrażliwe na promienie UV i mogą stać się nieczytelne już po kilku dniach, jeśli były wystawione na bezpośrednie działanie promieni słonecznych. Mimo, że zastosowane dodatki uczyniły cyjaninę bardziej stabilną, nadal jest ona najbardziej wrażliwym z barwników na promienie UV (wykazuje oznaki degradacji w ciągu tygodnia od wystawienia na bezpośrednie działanie promieni słonecznych). Częstym błędem popełnianym przez użytkowników jest pozostawianie CD-R „czystą” (zapis) powierzchnią do góry, w celu ochrony przed zadrapaniami, ponieważ pozwala to słońcu uderzyć bezpośrednio w powierzchnię zapisu.
- CD-R z barwnikiem ftalocyjaninowym są zazwyczaj srebrne, złote lub jasnozielone. Patenty na ftalocyjaninowe CD-Rs są w posiadaniu Mitsui i Ciba Specialty Chemicals. Ftalocyjanina jest naturalnie stabilnym barwnikiem (nie potrzebuje stabilizatorów) i CD-R oparte na niej są często oceniane na setki lat. W przeciwieństwie do cyjaniny, ftalocyjanina jest mniej odporna na promienie UV i płyty CD-R oparte na tym barwniku wykazują oznaki degradacji dopiero po dwóch tygodniach wystawienia na bezpośrednie działanie promieni słonecznych. Jednakże ftalocyjanina jest bardziej wrażliwa niż cyjanina na kalibrację mocy lasera zapisującego, co oznacza, że poziom mocy lasera zapisującego musi być bardziej precyzyjnie dostosowany do płyty, aby uzyskać dobry zapis; może to osłabić korzyści płynące ze stabilności barwnika, ponieważ marginalnie zapisane płyty (z wyższym wskaźnikiem korygowalnych błędów) będą tracić dane (tj. mieć nieusuwalne błędy).
- Płyty CD-R z barwnikami azowymi mają ciemnoniebieski kolor, a ich formuła została opatentowana przez Mitsubishi Chemical Corporation. Barwniki azowe są również chemicznie stabilne, a płyty CD-R z barwnikiem azowym są zazwyczaj oceniane z żywotnością dziesięcioleci. Azo jest najbardziej odpornym barwnikiem na promieniowanie UV i zaczyna ulegać degradacji dopiero po trzecim lub czwartym tygodniu wystawienia na bezpośrednie działanie promieni słonecznych. Bardziej nowoczesne implementacje tego rodzaju barwnika obejmują Super Azo, który nie jest tak głęboko niebieski jak wcześniejszy Metal Azo. Ta zmiana składu była konieczna w celu osiągnięcia szybszych prędkości zapisu.
Istnieje wiele hybrydowych odmian formuł barwników, takich jak Formazan firmy Kodak (hybryda cyjaniny i ftalocyjaniny).
Niestety, wielu producentów dodało dodatkowy barwnik, aby ukryć swoje niestabilne cyjaninowe płyty CD-R w przeszłości, więc formuła płyty nie może być określona wyłącznie na podstawie jej koloru. Podobnie, złota warstwa odblaskowa nie gwarantuje użycia barwnika ftalocyjaninowego. Jakość płyty zależy nie tylko od użytego barwnika, ale także od uszczelnienia, warstwy wierzchniej, warstwy odblaskowej i poliwęglanu. Sam wybór płyty na podstawie rodzaju barwnika może być problematyczny. Co więcej, prawidłowa kalibracja mocy lasera w nagrywarce, jak również prawidłowy czas emisji impulsów laserowych, stabilna prędkość obrotowa płyty itd. mają kluczowe znaczenie nie tylko dla natychmiastowej czytelności, ale również dla trwałości nagranej płyty, dlatego w przypadku archiwizacji ważne jest posiadanie nie tylko wysokiej jakości płyty, ale również wysokiej jakości nagrywarki. W rzeczywistości, wysokiej jakości nagrywarka może zapewnić odpowiednie rezultaty przy użyciu nośników średniej jakości, ale wysokiej jakości nośniki nie są w stanie zrekompensować przeciętnej nagrywarki, a płyty zapisane przez taką nagrywarkę nie mogą osiągnąć maksymalnego potencjalnego okresu trwałości archiwalnej.