MO的记录层很薄，是基于所谓MO Kerr效应，由对温度极为敏感的磁性材料制成。MO贴有标签的那面有磁性物质，它是夹在透明聚碳酸酯和玻璃之间的一层磁合金，这些磁性物质在高温下可以磁化。当数据要写入MO时，利用凸透镜进行聚焦，将高功率激光以极小的光点照射在MO记录层上，当其表面温度上升到约300度的居里点时，磁畴随外磁场的作用而改变其原磁化方向。
激光迅速移去后，磁畴温度恢复正常，呈高矫顽力状态。要进行数据重写时，需经过"擦"和"写"两步，先利用中功率激光照射介质段区中的所有数据，使段区中的数据点都沿着与介质表面垂直的方向均匀磁化，即通过写入"0"来抹去原有数据；然后再根据要求用高功率激光在"0"位置写入数据"1"，这样就完成了数据的重写。数据的读取是利用低功率激光探测盘片表面，通过分析反射回来的偏振光的偏振面方向是顺时针还是逆时针（即磁畴与激光作用所产生的克尔效应），来决定读取的数据是"1"还是"0"。
由于MO碟片磁性物质的磁化次数不限，所以MO盘片就可以进行不限次数地读写。不过物质的特性也会随著使用次数的增加与时间的延长而老化，但其可改写次数在50万次以上，一般来说，寿命也在30年以上，所以可称为永久使用的磁盘。
