La vitesse effective d’un disque dur ne dépend pas seulement de la vitesse de rotation du disque ou du débit de données en ko/s (kilooctets par seconde), mais surtout de la façon dont les fichiers sont disposés sur le disque dur. Idéalement, tous les fichiers sont situés les uns derrière les autres, sous la forme de blocs consécutifs sur le disque. Lors de la lecture des données, la tête de lecture du disque dur n’a qu’à se déplacer une fois sur le bloc de données pour lire l’intégralité du fichier. Dans la pratique cependant, cette lecture idéale ne se produit que peu de temps après le formatage du disque dur sous Windows, ou sous tout autre système d’exploitation.
Lorsque des fichiers sont supprimés, des espaces sont créés sur le disque dur, qui sont ensuite remplis par des fragments d’autres fichiers. Au fil du temps, de nombreux fichiers sont alors distribués en plusieurs fragments éparpillés sur le disque dur. Les fichiers sont toujours accessibles, mais leur lecture prend plus de temps. Pendant la défragmentation, tous les fragments d’un fichier sont recherchés puis enregistrés en tant que bloc attenant sur le disque dur. Pour ce faire, le contenu des différents secteurs doit être lu physiquement.