硬盘缓存是用于存储读写硬盘的中间数据，一般称为cache，详细可以分为写缓存、读缓存，其中读缓存中还有预读取的过程，整个过程由操作系统（OS）来控制。
就这两种缓存和预读取来分别详细举例：
(1) 写缓存
向硬盘写入数据的时候，不是直接写入硬盘，而是先写入cache，等待硬盘空闲的时候，再将数据写入硬盘。
现在有些硬盘还支持NCQ技术，把数据在cache中进行排序，再写入硬盘。 这样做的好处是提高硬盘的响应速度，减少硬盘的寻道时间，延长硬盘的使用寿命。
NCQ：操作系统所看到的磁盘地址都是顺序的虚拟磁盘地址，再通过磁盘映射表映射到物理的磁盘地址上，会导致实际在磁盘寻道时不一定是顺序寻道的。
举个例子：比如向硬盘下达一组数据传送指令，由于数据在磁盘上分布位不同，磁头可能会先读取777扇区（512字节），再读取77777扇区，然后又读取778扇区……如果我们对指令进行优化排列，可以先读777扇区，接着依次读778扇区，最后读取77777扇区……显然，指令排列后减少了磁头臂来回移动的时间，使数据读取更有效。并且有效的排序算法除了考虑目标数据的线性位置，也会考虑其角度位置，并且还要对线性位置和角度位置进行优化，以使总线的服务时间最小，这个过程也称做"基于寻道和旋转优化的命令重新排序"。
(2) 读缓存
无论读写数据，都将数据在cache中保留一份副本，直到cache存满，则删除最早的副本。 这样的好处是， 应用程序往往对某一个文件频繁读写，这样读写就可以在cache中完成，而不需要访问硬盘，大大了提高速度。所以硬盘缓存是硬盘的一个十分重要的参数，当然是越大越好。
结合NCQ技术，可以确保磁盘在物理上寻道时是顺序的，减少磁盘的寻道时间。
(3) 预读取
如果硬盘空闲，预先将上次读取的数据后面一段也读到cache中，当系统读取这块数据的时候，能够快速响应，这项技术本身没有太大用处，当结合NCQ技术的时候，可以减少寻道时间。
总结：会产生以上cache机制的核心原因就是内存是读写速度远大于磁盘的读写速度