Os dados em um CD normal são armazenados fazendo buracos (buracos) ou não-buracos (terras) no meio de CD. Os poços perturbam o reflexo da luz. A transição de um 0
para um 1
ou vice-versa é determinada pelo início ou fim de um poço (isso é chamado de codificação NRZI). Há mais complicações, pois esses bits são o "código do canal", não os bits de conteúdo; os últimos são recuperados pela decodificação do primeiro. E então alguns dos bits de "conteúdo" são realmente bits de Código de Correção de Erro. Mas, em última análise, os bits são codificados por furos ou não-buracos em uma camada reflexiva de metal, geralmente de alumínio.
Um CD-R funciona um pouco o mesmo. Tem uma superfície reflexiva, mas esta superfície é coberta por um corante. Você pode usar um LASER de alta intensidade relativa para aquecer a camada de corante e torná-la opaca. Depois, o CD-R pode ser lido da mesma forma que um CD normal. A luz é refletida ou não.
O CD-RW funciona da mesma maneira, mas use uma tinta que pode ficar opaca ou não, dependendo do calor do LASER.
Ao contrário do corante em CD-RW, o corante em um CD-R não pode ser revertido ao estado anterior. Isto é o que impede a reescrita para um CD-R já escrito.
Nota: Reescrever com a mesma imagem ou uma imagem com apenas o bit correto alterado parece ser tecnicamente possível, mas há limites quanto ao que poderia ser feito. O melhor que você poderia fazer seria queimar um "buraco" no meio de uma longa "terra". Como os terrenos têm um comprimento máximo de dez bits, e ambos os poços e terrenos têm um comprimento mínimo de três, isso só seria possível quando um terreno existente tivesse nove ou dez bits e a única possibilidade seria um poço três ou quatro bits de comprimento. Fazer isso adicionaria duas viradas de bits, e isso, por sua vez, exigiria a troca de bits ECC em outros locais no mesmo bloco. As chances de que todas essas mudanças possam ser feitas adicionando um buraco no meio de uma terra são muito, muito pequenas, mesmo que houvesse software ou firmware de unidade que permitisse a tentativa.