Il Blu-ray Disc (spesso abbreviato in BD) è il supporto ottico proposto dalla Sony agli inizi del 2002 come evoluzione del DVD per la televisione ad alta definizione. Grazie all'utilizzo di un laser a luce blu, riesce a contenere fino a 54 GB di dati, quasi 12 volte di più rispetto a un DVD Single Layer - Single Side (4,7 GB). Anche se questa capacità sembra enorme un disco da 25 GB può contenere a malapena 2 ore di filmato ad alta definizione utilizzando il tradizionale codec MPEG-2. Per questo motivo, oltre all'utilizzo dei dischi a doppio strato (oltre 50 GB), è stato previsto l'impiego di codec più sofisticati come l'MPEG-4 AVC o il Windows Media Video 9 (standardizzato come VC-1) che permettono in teoria di raddoppiare il fattore di compressione rispetto all'MPEG-2 (quindi dimezzando la richiesta di spazio) senza introdurre apprezzabili artefatti sulla qualità video. Si decise di utilizzare il termine Blu al posto del corretto Blue, in quanto quest'ultima è una parola di uso comune e non sarebbe stato possibile registrare il marchio. Il primo apparecchio ad aver utilizzato commercialmente questa tecnologia è la PlayStation 3, dopo che il 12 agosto 2004 i produttori impegnati nel progetto Blu-ray dichiararono di aver approvato la versione 1.0 delle specifiche per i dischi BD-ROM.

La presentazione ufficiale del nuovo supporto disponibile per il cinema ad alta definizione è avvenuta il 23 maggio 2006 negli StatSia il BD che il concorrente formato HD DVD, sono supportati da insiemi di aziende, che lottano per imporre il proprio formato. Essendo basato su una tecnologia di costruzione differente da quella utilizzata per CD-ROM e DVD, il BD potrebbe essere più costoso da produrre, almeno inizialmente, rispetto all'HD DVD, che però ha una capacità di soli 15 GB per strato e 30 GB utilizzando il doppio strato. Il prezzo per l'utente finale, però, dipenderà dalle politiche della case editrici: nelle produzioni BD ed HD DVD americane attuali, il prezzo finale di vendita dei film pre-registrati è identico e non c'è nulla che lasci trapelare un maggiore costo di realizzazione del Blu-Ray Disc, se non il fatto che tutti i primi titoli realizzati facciano ancora uso del disco da 25 GB (singolo strato), con l'utilizzo dei supporti a doppio strato (50 GB) previsto nell'immediato futuro. La capacità dei due supporti comunque non si limiterà ai valori attuali. Già al CEATEC 2004 fu presentato per il Blu-Ray Disc un prototipo di supporto a 4 strati, capace di raggiungere una capacità di 100 GB, con esperimenti in corso per un ulteriore raddoppio fino ad 8 strati o 200 GB. In risposta, il 12 maggio 2005 al Media-Tech Expo di Los Angeles è stata proposta una evoluzione anche per l'HD-DVD, dimostrando l'impiego di dischi da 45 GB a 3 strati. Queste versioni multi-layer di HD-DVD e Blu-Ray saranno perfezionate ed utilizzate in un prossimo futuro, mentre per il momento si diffonderanno solamente supporti ad 1 e 2 strati e player compatibili.

La tecnologia alla base di Blu-ray è più complessa e sofisticata, ma permette di raggiungere capacità teoriche superiori ai 500 GB per singolo disco. Al contrario, HD DVD punta meno sulla capacità massima di storage e più sulla compatibilità con l'attuale tecnologia DVD a laser rosso. Uno dei motivi principali per cui lo standard Blu-ray consente capacità superiori rispetto al concorrente è rappresentato dallo spessore dello strato protettivo. I dischi DVD e HD DVD dispongono di un polimero trasparente di 0,6 mm che copre i substrati, mentre lo strato del Blu-ray è di solo 0,1 mm. Questo significa che il substrato è molto vicino alla superficie, e la diffusione del laser è minore. Meno materiale il laser deve penetrare, maggiore sarà l'apertura numerica e minore sarà la distanza tra due tracce e la lunghezza dei pit. In parole povere, questi cambiamenti permettono maggiore densità di dati su un disco Blu-ray anziché su un DVD o un HD DVD.

Blu-ray attualmente offre tre differenti capacità di archiviazione, 23.3 GB, 25 GB e 27 GB, solo leggermente differenti in quanto utilizzano i medesimi supporti ma variano la quantità di dati immagazzinati grazie all'utilizzo di tre differenti lunghezze dei bit. È anche possibile diminuire ancora di più la lunghezza dei bit, e incrementare la capacità di archiviazione per strato, in inglese chiamato layer. In contrasto, HD DVD utilizza una lunghezza del bit fissa, quindi la capacità per layer è fissa a 15 GB. Con i dischi Blu-ray da 25 GB già sul mercato, e con quelli da 50 GB sulla linea di partenza, Sony era già al lavoro sui supporti da 200 GB: una capacità che sarebbe stata raggiunta con l'adozione di otto strati. Tale capacità è stata poi raggiunta e presentata il 26 maggio 2005 da parte della Blu-ray Disc Association che ha dichiarato, inoltre, che ormai i costi di produzione dei dischi BD-ROM con capacità da 25 e 50 GByte sono molto simili a quelli degli odierni DVD Dual Layer. In questo periodo di lotta e mancato accordo per il formato unico con il consorzio HD DVD, il fatto che i costi di produzione siano simili alla concorrenza (ma con risultati migliori) segna un punto a favore per il Blu-ray.