Termi ”optinen tallennus” viittaa fyysisiin tietokoneen tallennuslevyihin tai -asemiin, jotka käyttävät visuaalista menetelmää tietojen tallentamiseen ja lukemiseen. Yksi yleisimmistä optisen tallennustyypeistä on CD -levy, jolle tiedot tallennetaan pieninä pisteinä, jotka voidaan lukea laserilla. Muissa muodoissa on pakkausta ja ominaisuuksia, kuten useita kerroksia yhdellä levyllä, jotta voidaan luoda suuremman kapasiteetin tallennuslevyjä, kuten digitaalinen videolevy (DVD) ja kokeellisempia tallennusvälineitä, kuten holografisia tallennuslevyjä. Vaikka optinen tallennus on suhteellisen halpaa ja siihen mahtuu paljon tietoa, joskus mitattuna gigatavuina, se voi myös olla altis kirjoitusvirheille ja sillä voi olla rajoitettu säilyvyysaika, mikä vähentää sen elinkelpoisuutta erittäin pitkäaikaisena tai pysyvänä tallennustilana vaihtoehto.
Yksi yleisimmistä optisen tallennuksen muodoista on CD, joka näkyy pyöreänä levynä, jonka sisällä on heijastava pinta. Itse asiassa levyn keskeltä ulospäin kääntyvä hieno viiva kattaa lähes kaikki käytettävissä olevat tilat yhdeltä puolelta. Tietojen tallentamiseen käytetään prosessia, joka tekee levyn pohjaan pieniä sisennyksiä, jotka paljastavat alla olevan heijastavan kerroksen. Jokainen levyn piste liittyy yhteen yksittäiseen tiedon bittiin, ja se voidaan lukea joko positiivisena arvona, kun heijastava pinta voidaan nähdä, tai negatiivisena arvona, kun se ei ole näkyvissä.
Jotkut tiheämmät optiset tallennusvälineet, kuten DVD-levyt, käyttävät itse asiassa järjestelmää, jossa useita tietokerroksia on koodattu samaan fyysiseen tilaan kuin CD-levy. Tämä voi mahdollistaa paljon enemmän tietojen tallentamista, mutta myös hidastaa tietojen lukemista ja kirjoittamista. Vielä kehittyneempiä tekniikoita, kuten holografiaa, voidaan käyttää useiden kerrosten sisältämiseen kolmiulotteisessa (3D) tallennuslaitteessa, mikä saavuttaa paljon suuremmat tallennusnopeudet.
Vaikka optisilla tallennusvälineillä on hyvä suorituskyky verrattuna muihin irrotettaviin tallennusratkaisuihin, niillä on myös joitain haittoja. Nimittäin optisille tallennuslaitteille kirjoitettavat tiedot eivät aina käy läpi virheitä ja ne ovat joskus alttiita epäonnistumiselle asemien arkaluonteisuuden vuoksi. Joidenkin optisten levyjen kokoamismenetelmä antaa niille myös rajoitetun säilyvyysajan, koska ne luottavat väriaineisiin tai muihin haihtuviin pinnoitteisiin pitääkseen ajan mittaan huonontunutta tietoa.