要了解雙層 DVD 如何運作，要先從光碟片的構造談起，單層的 DVD 碟片是由五層組成，由上而下分別是標簽層、保護層、金屬全反射層、金屬半反射層和資料層;而雙層的 DVD 則有八層，由上到下是標簽層、保護層（聚碳酸酯，防止染料層與反射層被氧化）、金屬反射層、染料層 L1、間隔層、半透光性金屬反射層、染料層 L0、保護層。看起有點像是兩片單層的 DVD 黏在一起，只是中間的黏膠為半透光性，第一層的染料層（L0）為半透明。
如下圖所示，左邊是 DVD-9 的 DVD 片（為雙層結構），所以色澤較深；右邊則是 DVD-5 的 DVD 片。
二、DVD+R DL （單面雙層）燒錄如何運作
接下來我們要瞭解 DVD 光碟機是如何從單層燒錄片裡讀取資料的。唯讀 DVD 把資料變成數十億個只能從顯微鏡裡看到的小坑洞，儲存在一片聚碳酸酯的上層表面裡的螺旋狀溝槽裡。燒錄片的溝槽面是以反射性物質（例如鋁）進行塗佈，然後再黏到一個印有標籤的塑膠片上。
在一片可燒錄的 DVD 上，用熱感應有機染料塗佈的空白溝槽，取代了 DVD 的坑坑洞洞。以燒錄一個虛擬的「坑洞」的方式，用精確對焦的雷射來加熱染料的某一點，如此改變染料在那一點的物理性質，讓它擁有與坑洞相類似的光學性質。而雙層燒錄片只是在第一層後面加上了第二層可燒錄層，比較接近雷射的第一層（染料層 L0），其後面的金屬塗佈是半透明的，使得雷射可以在對焦於第二層（染料層 L1）時，讓光束通過。
