HD DVD单层容量为15GB,双层容量为30GB。东芝声称三层盘片正在开发中,能够提供45GB的存储空间,大大低于他的主要对手“蓝光盘片”,蓝光盘片单层就有25GB的存储容量,2层和4层分布可以储存50GB和100GB的数据,HD DVD的支持者称多层蓝光盘片也在研发之中。HD DVD盘片的表层厚度为0.6毫米,与DVD盘片相同,但是比蓝光盘片厚0.1毫米。光学读取头的光圈开口数为0.65,不同于DVD的0.6。两种格式均向后兼容DVD格式,使用相同的视频压缩技术:MPEG-2,视频编码器1(以Windows Media 9格式为基础)H.264/MPEG-4 AVC。HD DVD通常被人们误写成“HD-DVD”,因为人们认为中间的连接线和以前的DVD-R/RW直接的连接线类似。
HD DVD盘片比现有的DVD盘片有许多先进之处,向后兼容性让所有HD DVD播放器可以播放HD DVD和DVD盘片。DVD盘片生产企业可以继续使用现有的设备生产HD DVD盘片只需要作出很小的调整。由于单镜头光学头的结构,红光和蓝光二级管均可以用在更小,更紧凑的HD DVD播放器中。而且由于HD DVD的兼容性,同一部影片的DVD和HD DVD版本可以存储在同一张光盘上,使电影大厂在发布影片时能够更加平稳过渡到HD DVD格式。
HD DVD用一种蓝紫色的激光来读取盘片上的信息。蓝光的波长是405纳米不同于DVD中使用的650纳米的红色激光。波长更短减少了衍射,使激光聚焦成更小的点,这就意味着可以从更高密度的盘片中读取数据。虽然HD DVD的盘片尺寸与DVD相同,但是由于更高的储存密度,所以拥有更大的存储容量。