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。
硬碟存放数据的基本单位为扇区，我们可以理解为一本书的一页。当我们装机或买来一个移动硬碟，步便是为了方便管理--分区。无论用何种分区工具，都会在硬碟的个扇区标注上硬碟的分区数量、每个分区的大小，起始位置等信息，术语称为主引导记录（MBR），也有人称为分区信息表。当主引导记录因为各种原因（硬碟坏道、病毒、误操作等）被破坏后，一些或全部分区自然就会丢失不见了，根据数据信息特徵，我们可以重新推算计算分区大小及位置，手工标注到分区信息表，“丢失”的分区回来了。
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。
随身碟数据恢复
随身碟,优盘,XD卡,SD卡,CF卡,MEMORY STICK,,SM卡,MMC卡,MP3,MP4,记忆棒，数位相机，DV，微硬碟，光碟,软碟等各类存储设备。硬碟，移动盘，闪盘，SD卡、CF卡等数据介质损坏或出现电路板故障、磁头偏移、碟片划伤等情况 下，採用开体更换，载入，定位等方法进行数据修复。
数位相机记忆体卡，如，SD卡，CF卡，记忆棒等，随身碟，甚至的SSD固态硬碟。由于没有盘体，没有碟片，存储的数据是FLASH晶片。如果出现硬体故障，只有极少数数据恢复公司可以恢复此类介质，这是由于一般的数据恢复公司做此类介质时，需要匹配对应的主控晶片，而主控晶片在买来备件后需要拆开后才能知道，备件一拆，立马毁了，如果主控晶片不能配对，数据仍然无法恢复。即使碰巧配上主控型号，也不代表一定可以读出数据，因此恢复的成本和代价非常之高。一般的数据恢复公司碰上此类介质，成功率非常低，基本上放弃，这种恢复技术和原理是大多数数据恢复的做法。但是，对于恢复FLASH类的介质，已经新出一种数据恢复技术，可以不需要配对主控晶片，通过一种特殊的硬体设备，直接读取FLASH晶片里的代码，然后配上特殊的算法和软体，通过人工组合，直接重组出FLASH数据。这种恢複方法和原理，成功率几乎接近。但是受制于此类设备的昂贵，同时对数据恢复技术要求很高，工程师不但要精通硬体，还需要软体，更要精通档案系统，因此全国只有极个别的数据恢复公司可以做到成功率接近，有些公司花了很高代价採购此设备后，由于工程师技术所限，不会使用，同样无法恢复。虽然从技术上解决了FLASH恢复的难题，但是对客户而言，此类恢复的成本非常之高，比硬碟的硬体故障恢复价格要高。2G左右的恢复费接近千元，32G，64G容量的恢复费用基本上在3000-5000。