Оптические носители нового поколения объединяет только стандартный размер диска и сине-фиолетовый (а вовсе не голубой, как считает абсолютное большинство русскоязычных пользователей) лазер с длиной волны 405 нм. Переход на более коротковолновый лазер позволяет значительно плотнее размещать информацию на диске, уместив на один слой до 27 Гбайт данных. Пожалуй, решающим аргументом в принятии этого стандарта DVD-форумом стала его преемственность с существующими DVD-дисками. Для перехода на выпуск новой продукции требуется минимальная модернизация уже существующих линий. Даже микросхемы в приводах можно оставить прежние: используются те же самые алгоритмы чтения и коррекции данных, требуется лишь сменить оптическую головку.

Оптические болванки имеют прежний размер и слоёность . Записывающий слой находится посередине под защитой 0.6 мм пластика.

По сравнению с DVD, расстояние между дорожками и размер питов уменьшились почти в два раза, что позволило увеличить объём диска с 4.7 GB до 15 GB. На данный момент уже принята спецификация двухслойного диска ёмкостью 30 GB. Кроме того, компании Memory Tech и Toshiba планируют создать трёхслойные диски ёмкостью 45 GB. Этот формат коренным образом отличается от DVD. В нём используются совершенно новые алгоритмы считывания и обработки информации, что позволяет добиться большей гибкости физической структуры накопителей. Например, длина пита может быть 0.138, 0.149 или 0.160 мкм.

Записывающий слой на диске располагается всего лишь на расстоянии 0.1 мм от поверхности. В результате уменьшаются искажения лазерного луча и время отклика. Всё это позволяет значительно снизить размеры питов и расстояния между дорожками по сравнению с обычным DVD. Итог: на BD-диск помещается 23.3, 25 или 27 GB данных.

Утверждена спецификация двухслойных BD-дисков ёмкостью 46.6 и 50 GB. Компания Toshiba выпустила четырёхслойный диск ёмкостью 100 GB.

Одно из слабых мест Blu-ray - очень маленькое расстояние между записывающим слоем и поверхностью - 0.1 мм по сравнению с 0.6 в DVD и HD-DVD. Первоначально единственным способом защиты от повреждений в BD-дисках был картридж. Но затем рядом компаний (например, TDK) были разработаны специальные защитные покрытия, противостоящие царапинам и накоплению грязи, что позволило избавиться от картриджей.

Наилучшей демонстрацией разницы между тремя поколениями оптических носителей является данная фотография.