传统的硬盘通过磁性数据存储原理来工作。一个名为致动器臂的装置带有一根连接的读写磁头，在旋转的磁性盘片表面移动，以检索存储在不同位置的数据。这些磁头距离磁盘表面仅有几纳米，可以读取并改变它们下方的磁化颗粒的模式。这些颗粒具有不同的磁极性 - 正或负，它们代表二进制代码中的0或1。
这个设计意味着在信息被检索之前总会有延迟或滞后。机械臂必须移动到磁盘上的正确位置以获得特定的数据，并且在特定文件或应用程序能够完全在RAM中组装并打开之前，可能需要多次重复这个过程。这种滞后，称为延迟，通常以毫秒为单位，但如果硬盘从低功耗休眠模式启动，延迟可能会达到整秒。相比之下，现代CPU的速度以纳秒为单位。一纳秒等于一百万毫秒。
随着每一代CPU变得越来越快，尽管硬盘技术的改进使盘片能够更快地旋转，但硬盘延迟与CPU速度之间的差距却变得越来越大。HDD技术固有的局限性意味着盘片转速最终只能达到每分钟10万转左右。
固态硬盘的工作方式不同。它们依赖于速度更快的闪存，这种存储器不需要任何移动部件来运行。数据存储在作为浮动（电子隔离的）逻辑门运行的单元格中。逻辑门是产生两个二进制输入的单一输出的计算开关。电子与这些门相互作用，将它们的电荷从一种状态改变到另一种状态。这种电荷变化迅速擦除单元格中现有的数据，以便新数据可以输入。另一个门，称为控制门，调节数据的输入和输出。
即使设备未连接电源，这些电荷也会保留。出于这个原因，闪存被认为是一种非易失性内存。
存储单元本身是一种金属氧化物半导体场效应晶体管或MOSFET。
闪存有两种类型 - NOR或NAND，以它们使用的逻辑门的类型命名。NAND闪存是被广泛使用的，已成为包括USB驱动器和现代计算机在内的许多常见设备的默认选择。它比NOR闪存更便宜、容量更大。
NAND存储器以网格形式布局，每个网格由称为页的行组成。典型的NAND块的大小在256千字节至4兆字节之间变化。一个千字节等于1,024字节，每个字节由八个二进制数字组成。
闪存的平均速度为每秒1GB。