与数据恢复有关的硬盘故障一般分为逻辑故障和物理故障及人为破坏和病毒破坏。
逻辑故障
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。文件系统的组成部分有。
1、分区表（Partition Table）：如果分区表损坏，那么就无法识别磁盘分区或卷。
2、引导扇区或超级块（Boot Sector/Super Block）：引导扇区和超级块定义了磁盘分区/卷的重要的参数。
3、文件索引和其它元数据（Index and Meta data）：硬盘上的数据和文件按照一定的结构分布在磁盘上，如果这种结构遭到破坏，那么完整的文件或数据也就不存在了。
档案分配表
为了管理档案存储，硬碟分区完毕后，接下来的工作是格式化分区。格式化程式根据分区大小，合理的将分区划分为目录档案分配区和数据区，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。档案分配表内记录着每一个档案的属性、大小、在数据区的位置。我们对所有档案的操作，都是根据档案分配表来进行的。档案分配表遭到破坏以后，系统无法定位到档案，虽然每个档案的真实内容还存放在数据区，系统仍然会认为档案已经不存在。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（恢複数据），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。
覆盖
数据恢复工程师常说：“只要数据没有被覆盖，数据就有可能恢复回来”。
因为磁碟的存储特性，当我们不需要硬碟上的数据时，数据并没有被拿走。删除时系统只是在档案上写一个删除标誌，格式化和低级格式化也是在磁碟上重新覆盖写一遍以数字0为内容的数据，这就是覆盖。
一个档案被标记上删除标誌后，他所占用的空间在有新档案写入时，将有可能被新档案占用覆盖写上新内容。这时删除的档案名称虽然还在，但他指向数据区的空间内容已经被覆盖改变，恢复出来的将是错误异常内容。同样档案分配表内有删除标记的档案信息所占用的空间也有可能被新档案名称档案信息占用覆盖，档案名称也将不存在了。
当将一个分区格式化后,有拷贝上新内容,新数据只是覆盖掉分区前部分空间,去掉新内容占用的空间,该分区剩余空间数据区上无序内容仍然有可能被重新组织,将数据恢复出来。
同理，克隆、一键恢复、系统还原等造成的数据丢失，只要新数据占用空间小于破坏前空间容量，数据恢复工程师就有可能恢复你要的分区和数据。
逻辑故障数据恢复
逻辑故障是指与档案系统有关的故障。硬碟数据的写入和读取，都是通过档案系统来实现的。如果磁碟档案系统损坏，那幺计算机就无法找到硬碟上的档案和数据。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体找回的。