Les minuscules "trous", noyés dans le revêtement en plastique transparent du CD, constituent les "0" et les "1", c'est à dire l'information. Le rayon du laser est dévié et décomposé par ces reliefs (principe de l'arc en ciel) et réfléchi par le dos aluminisé du disque. Un capteur analyse la couleur de la lumière retournée et convertit le tout en signal électrique.
Comme pour le LP, l'information du CD est stockée en spirale, mais depuis le centre vers l'extérieur. Le CD tourne à 500 rotations par minute en début de lecture et ralenti progressivement jusqu'à 200 rpm, au fur et à mesure que la spirale approche le bord. Ainsi, les reliefs sont lus à une vitesse constante de 1,25 mètre par seconde.
Les informations des canaux gauche et droit, entrelacées sur le disque, sont séparées, puis corrigées. Il y a plus d'erreurs de lecture que l'on ne le pense, mais elles sont "lissées" et deviennent imperceptibles à l'oreille. Enfin, les données sont converties de numérique (les 0 et les 1) en analogique (fréquences) et envoyées au système Hi-Fi.
Les avantages de l'enregistrement numérique pour le CD-Audio, par rapport au disque noir analogique, sont multiples. Le meilleur respect des formes d'ondes, donc du réalisme du son, l'absence totale de bruits de fond (du moins si l'enregistrement, en amont, est réalisé en numérique lui aussi) et une plus grande dynamique (différence entre le son le plus faible et le son le plus fort). De plus, le CD ne s'use pas à l'usage, car il n'y a aucun contact mécanique.
