Un CD-R est constitué de plusieurs couches comme suit:

• Le substrat qui correspond à un disque injecté en polycarbonate (matière plastique). Il s’agit de l’élément de base du CD-R sur lequel vont venir s’appliquer les autres composants. Ce disque doit être d’un homogénéité parfaite afin que le rayon du lecteur laser qui le traverse lors de la lecture du support ne soit pas dévié.


• Le colorant ou «Dye» est une substance organique qui est appliquée à la surface du substrat et qui va permettre d’enregistrer l’information au format binaire. En effet, ce colorant noircit sous l’effet de chaleur du rayon laser du graveur, ce qui crée des zones plus ou moins réfléchissantes pour le rayon du lecteur CD.
  
  

Il existe trois types de colorants organiques:

• La Phthalocyanine est le colorant organique qui possèdent la meilleure réflectivité par rapport aux deux autres sortes de composés et donc la meilleure compatibilité avec tous les types de graveurs et lecteurs du marché. Elle se caractérise par un reflet or à la surface du CD-R.
• Le colorant organique à base de Cyanine donne un aspect verdâtre aux CD-R s. La qualité ainsi que la durée de vie de ce type de supports est assez faibles en comparaison à ceux utilisant un colorant à base de Phthalocyanine. La réflexion de la lumière est plus faible étant donnée la couleur du colorant et la qualité d’encodage (gravure laser) est moins précise.
• Les CD vierges à base de Metal Azo sont de couleur bleu, et utilisent une couche réfléchissante en Argent afin d'assurer une bonne réflectivité malgré la couleur de leur colorant organique.
  Comme dans le cas de la Cyanine, la stabilité du colorant est moins importante que pour la technologie Phthalocyanine, avec un taux d’erreurs à la gravure (Bler) plus élevé à la gravure et par conséquent une durée de vie plus limitée.

• La couche réflective en Or ou en Argent est déposée sous vide par dessus le «Dye». Elle permet de réfléchir le rayon laser qui lit le CD. Afin de diminuer les coûts de production et augmenter la réflectivité de la couche, l'Argent a peu à peu remplacé l'Or comme matière de base de la couche réflective.Il est néanmoins clair que la durée de vie d’un CD-R possédant une couche Argent et moins importante que celle d’un CD-R avec couche Or.


• Une couche de laque est ensuite appliquée par dessus la couche réflective afin de protéger cette dernière contre l’humidité et l’oxydation.


• Selon le type de CD-R (pour l’archivage, ou le médical), un vernis de grande dureté est appliqué sur la face lisible par le rayon laser du lecteur et protège le disque contre les effets néfastes des rayures et des taches accidentelles qui peuvent altérer irrémédiablement la restitution de données gravées.


• En dernier lieu, un visuel (texte, logos, description du contenu du CD) est imprimé en sérigraphie ou en offset à la surface du CD.