Damit eine Festplatte logisch formatiert werden kann, muss sie physikalisch formatiert sein. Die physikalische Formatierung eines Festplattenlaufwerks (auch als Zwei-Stufen-Formatierung bezeichnet) wird in der Regel vom Hersteller durchgeführt. Durch die physikalische Formatierung wird eine Festplatte in ihre physikalischen Grundbausteine unterteilt: Spuren, Sektoren und Zylinder. Durch diese Elemente wird die Art und Weise vorgegeben, mit der Daten physikalisch auf der Festplatte aufgezeichnet und von dort gelesen werden können.
Die Spuren sind konzentrische Kreispfade, die auf jede Scheibenseite geschrieben werden, wie auf einer Schallplatte oder einer CD. Die Spuren werden mit einer Nummer identifiziert, die mit Spur 0 am äußeren Rand einsetzt.
Der Spurensatz, der auf allen Seiten der Platte im gleichen Abstand von der Mitte angelegt ist, wird als “Zylinder” bezeichnet. Hardware und Software arbeiten häufig mit diesen Zylindern.
Die Spuren sind in Bereiche, sogenannte “Sektoren” unterteilt, in denen eine festgeschriebene Datenmenge gespeichert wird. Die Sektoren werden in der Regel für eine Speicherkapazität von 512 Byte (ein Byte besteht aus 8 Bit) formatiert. Nachdem ein Festplattenlaufwerk physikalisch formatiert wurde, kommt es gelegentlich vor, dass die magnetischen Eigenschaften der Eisenoxydschicht an einigen Stellen auf der Festplatte nach und nach an Wirksamkeit verlieren. Dies hat zur Folge, dass es für die Schreib-/Leseköpfe der Festplatte in zunehmenden Maße schwieriger wird, ein Bit-Muster auf der Festplatte zu speichern, das später von der Festplatte gelesen werden kann. Wenn dieser Prozess einsetzt, bezeichnet man die Sektoren, in denen Daten nicht mehr zuverlässig gespeichert werden können, als “fehlerhafte Sektoren”. Glücklicherweise ist die Qualität moderner Festplatten so hoch, dass solche “fehlerhaften Sektoren” nur sehr selten auftreten. Darüber hinaus sind die modernen Computer normalerweise in der Lage, einen fehlerhaften Sektor zu identifizieren und ihn als solchen zu kennzeichnen, damit er nicht mehr genutzt wird; es wird dann ein alternativer Sektor benutzt.
Ein physikalisch formatiertes Festplattenlaufwerk muss noch logisch formatiert werden. Durch die logische Formatierung wird ein Dateisystem auf der Festplatte definiert. Erst ein Dateisystem gestattet es einem Betriebssystem wie z.B. DOS, OS/2, Windows 95/98, Windows NT/Windows 2000/WindowsXP/Windows7/Windows8 oder Linux), den verfügbaren Speicher für das Speichern und Laden von Dateien zu nutzen.
Vor der logischen Formatierung kann eine Festplatte in Partitionen unterteilt werden. Auf jeder Partition kann ein Dateisystem (logisches Format) definiert werden. Eine Festplattenpartition, die bereits logisch formatiert ist, wird als Datenträger (Volume) bezeichnet. Als Teil des Formatierungsvorgangs werden Sie durch das Formatierungsprogramm aufgefordert, der Partition einen Namen zuzuweisen, die sogenannte “Datenträgerbezeichnung”. Mit diesem Namen können Sie den Datenträger (die Partition) später identifizieren.