CD-RW médium je konstruováno na podobném základu jako médium CD-R. Také obsahuje polykarbonátovou vrstvu a předlisovanou vodící spirálu pro vedení laseru. Ale na rozdíl od CD-R má několik vrstev navíc.

Vrstva pro záznam je z obou stran obklopena vrstvou dielektrika (sloučenina silikonu, kyslíku, zinku a síry). Tyto vrstvy mají čtyři hlavní úkoly:

• modifikovat odezvu optického média, aby poskytovalo čistý signál
• zvýšit účinnost laseru pro dosažení žádoucí teploty na záznamové vrstvě
• působit jako tepelná izolace mezi substrátem, předlisovanou drážkou a odraznou vrstvou
• sloužit jako mechanická brzda záznamového média, aby nedocházelo k jeho posunu vlivem odstředivých sil

Záznamové barvivo je však jiné než u CD-R. Při nahrávání CD-R totiž dochází k nevratné změně tohoto barviva. CD-RW používá technologii fázové změny. Namísto vytváření deformací v barvivu média využívá změnu struktury materiálu z krystalické do amorfní formy. K tomu slouží speciální chemická sloučenina (je to čtyřsložková sloučenina stříbra, india, antimonu a teluru), která mění působením energie svůj stav (krystalický - vysoce odrazivý a amorfní - s nízkou odrazivostí) a je se schopná rovněž působením energie vrátit do původního stavu.

Tak jako se vlivem teploty může změnit voda v led nebo páru, existují chemikálie, které mění svoji strukturu nejen působením tepla a jsou i teplotně relativně stálé. Mohou se také do původního stavu vrátit působením jiného procesu. Materiál použitý v CD-RW médiích má tu vlastnost, že když je zahřátý na jistou teplotu a pak ochlazen, dochází k jeho krystalizaci, zatímco dojde-li k jeho vyššímu zahřátí a opětovnému ochlazení, přejde do nekrystalického - amorfního stavu (tuto vlastnost můžeme vidět i u mnohých kovů a používá se i při zušlechťování oceli). Krystalický stav odráží více světla než stav amorfní, a tím je docíleno kýženého dvoustavového efektu, který je nezbytný pro přenos informace. Krystalický stav tedy vytváří již dobře známý land a amorfní stav zase pit. Použije-li se tedy laser se dvěmi energetickými stavy, máme tu nástroj pro záznam i mazání CD. K zápisu tedy dochází již zmíněnou změnou fáze (stavu) záznamové vrstvy. Vodící spirála a ostatní struktura je shodná s CD-R, rozdílný je pouze fyzický způsob zakódování jedniček a nul.

CD-RW disky mají však jednu velkou nevýhodu. Přečtou je jen nejnovější CD-ROM mechaniky a téměř žádný CD přehrávač. Problémy při čtení těchto médií by neměly mít mechaniky DVD. Odráží-li totiž lisované nebo CD-R médium až 70% světelné energie, je intenzita odraženého světla u CD-RW podstatně nižší. Je tedy nutné aby čtecí mechanika byla schopna změnit citlivost na nižší odrazivost. Tato nová technologie se nazývá AGC (Auto Gain Control). Mechaniky, které jsou schopny číst jak CD-R, tak i CD-RW disky jsou označovány jako "MultiRead". (v dnešní době - rok 2000 - již to samozřejmě neplatí a CD-RW umí přečíst snad už každá CD-ROM mechanika a dokonce nejden stolní, či přenosný CD přehrávač)

Pozor!:Mechaniky, které mají MultiRead logo vydané firmou Hewlett-Packard byly testovány a vyhovují MultiRead specifikaci. Mechaniky označené jako "multi-read" (bez loga), pravděpodobně nebyly podrobeny testu kompatibility se standardem a nemusí být schopny číst CD-RW disky nebo packet-writen disky!!

Co se týče přepisovaček (jestlipak se toto pojmenování ujme stejně dobře jako vy-palovačka?), je mechanika nucena zvládnout ještě další energetické úrovně a hlavně musí být schopna rozeznat jednotlivá média od sebe (CD-R/CD-RW), což klade další nároky na instalovaný firmware.

CD-RW mechaniky musí mít ještě silnější laser, neboť pro změnu fáze média (do amorfního stavu) musí být dosaženo teploty až 600°C. Lasery CD-RW mechanik se svým výkonem blíží 20mW. Pro přechod do krystalického stavu pak již stačí 200°C, a tudíž výkon asi 4-8mW. Laser tedy při záznamu CD-RW média neustále pulzuje podle potřeby mezi vyšším a nižším výkonem (na rozdíl od CD-R mechanik, kde vystačí pouze se stavem zapnuto-vypnuto).

Všechny ostatní věci, jako je fyzický nebo logický formát platí pro CD-RW naprosto stejně, jako pro CD-ROM nebo CD-R.