物理故障
物理故障是指硬盘自身发生硬件损坏，导致硬盘无法正常运转、识别或存取数据。硬盘一般有电路板、固件、磁头、盘片、电机等电子/软件/机械三部分组成，而任一组件都可能发生故障。
1、电路故障（PCB burned）：硬盘的电路板烧毁，或硬盘电路板上的控制芯片损坏。由于硬盘电路板使用的都是可编程芯片，所以硬盘电路板的修复不仅仅是“电烙铁”和“焊锡”的工作。还需要使用专门的编程设备。
2、固件损坏（Firm corrupt）：固件是控制硬盘正常运转的硬件程序，是硬盘的“大脑”。
3、磁头和电机故障（Head & motor failed）：磁头和电机是硬盘的机械组件，位于密闭的、无尘的盘体内部。磁头会老化、变形；电机会烧毁、卡住，这两个组件损坏会使得硬盘彻底报废无法修复，只有使用专门的设备才可恢复数据。
4、盘片损伤（Platter scratch）：盘片是保存数据的载体。硬盘在使用过程中，会由于老化或划伤产生坏扇区。
覆盖恢复：
恢复难度非常大，一般民用环境下因为需要投入的资源太大，往往得不偿失。但是在的国防军事等国家统筹或者个别掌握科技的硬盘厂商能做到，具体技术都涉及核心机密，无法探知。
文件分配表
为了管理文件存储，硬盘分区完毕后，接下来的工作是格式化分区。格式化程序根据分区大小，合理的将分区划分为目录文件分配区和数据区，就像我们看得小说，前几页为章节目录，后面才是真正的内容。文件分配表内记录着每一个文件的属性、大小、在数据区的位置。我们对所有文件的操作，都是根据文件分配表来进行的。文件分配表遭到破坏以后，系统无法定位到文件，虽然每个文件的真实内容还存放在数据区，系统仍然会认为文件已经不存在。我们的数据丢失了，就像一本小说的目录被撕掉一样。要想直接去想要的章节，已经不可能了，要想得到想要的内容（恢复数据），只能凭记忆知道具体内容的大约页数，或每页（扇区）寻找你要的内容。我们的数据还可以恢复回来。
逻辑故障数据恢复
逻辑故障是指与文件系统有关的故障。硬盘数据的写入和读取，都是通过文件系统来实现的。如果磁盘文件系统损坏，那么计算机就无法找到硬盘上的文件和数据。逻辑故障造成的数据丢失，大部分情况是可以通过数据恢复软件找回的。