Eine CD-R besteht aus folgenden Schichten:

• Die Trägerschicht entspricht einer aus Polycarbonat eingespritzten Plastikscheibe. Sie bildet das Basiselement der CD-R, auf das die anderen Bestandteile aufgetragen werden. Diese Scheibe muss vollkommen homogen sein, damit der Laserstrahl, der diese Schicht beim Lesen durchquert, nicht abgelenkt wird.


• Die Farbschicht, auch „Dye“ genannt, besteht aus einer organischen Substanz, die auf die Oberfläche der Trägerschicht aufgetragen wird und die Informationen im binären Format speichern kann. Dieser Farbstoff verfärbt sich aufgrund der durch den Laserstrahl beim Brennen erzeugten Hitze schwarz, so dass Bereiche entstehen, die den Strahl des CD-Players stark oder weniger stark reflektieren.
  
  

Es gibt drei verschiedene Arten organischer Farbstoffe :

• Das Phthalocyanin besitzt im Vergleich zu den anderen beiden Farbstoffen die höchste Reflexionskraft und garantiert somit die grösste Kompatibilität mit allen Arten von CD-Brennern und –Playern, die auf dem Markt erhältlich sind. Dieser Farbstoff sorgt für den goldigen Widerschein auf der Oberfläche der CD-Rs.
• Der organische Farbstoff auf Cyanin-Basis verleiht den CD-Rs eine grünliche Farbe. Qualität sowie Lebensdauer dieser Träger ist im Vergleich zu den Datenträgern mit einer Farbschicht aus Phthalocyanin ziemlich schlecht bzw. kurz. Die Lichtreflexion ist aufgrund der Farbe schwächer und die Kodierungsqualität (Laserbrennen) weniger präzis.
• Die unbeschriebenen Azo-CDs sind blau und werden mit einer Reflexionsschicht aus Silber kombiniert; diese garantiert eine hohe Reflexionskraft, trotz der Verwendung organischer Farbstoffe. 
Wie das Cyanin weist auch dieser Farbstoff eine geringere Stabilität auf als das Phthalocyanin; auch die Fehlerquote beim Brennen liegt höher, was wiederum zu einer niedrigeren Lebensdauer führt.

• Die Reflexionsschicht ist aus Gold oder Silber und wird mittels Vakuumverfahren auf das „Dye“ aufgetragen. Auf ihr wird der Laserstrahl beim Lesen der CD reflektiert. Zur Senkung der Produktionskosten und zur Verbesserung der Reflexionskraft wurde das Gold langsam durch das Silber ersetzt. Es bleibt jedoch unbestritten, dass eine CD-R mit einer Reflexionsschicht aus Gold eine höhere Lebensdauer hat als eine CD-R mit einer Reflexionsschicht aus Silber.


• Die Schutzschicht besteht aus einem Lack, der dünn auf die Reflexionsschicht aufgetragen wird und diese vor Feuchtigkeit und Oxydierung schützt.


• Je nach Verwendungszweck der CD-R (zur Archivierung oder für medizinischen Gebrauch) wird ein sehr harter Lack verwendet, um die lesbare Seite der Scheibe gegen Kratzer oder Flecken zu schützen, welche die gespeicherten Daten beeinträchtigen können.


• Zu Letzt werden die visuellen Elemente (Texte, Logos, Inhaltsangabe) im Sieb- oder Offsetdruckverfahren auf die Oberfläche der CD gedruckt.