Blu-ray disk patří k třetí generaci optických disků, určených pro ukládání digitálních dat. Data se ukládají ve stopě tvaru spirály 0,1 mm pod povrch disku, příčný odstup stop je 0,35 μm. Pro čtení disků Blu-ray se používá laserové světlo s vlnovou délkou 405 nm. Technologii vyvinula japonská firma Sony ve spolupráci s firmou Philips, které následně se skupinou výrobců spotřební elektroniky založily organizaci Blu-ray Disc Association (BDA), která převzala dohled nad rozvojem a licencováním samotného formátu. Název disku pochází z anglického Blue ray, tj. modrý paprsek, označení související s barvou světla používaného ke čtení (písmeno "e" bylo z názvu vypuštěno, aby jej bylo možné zaregistrovat jako ochrannou známku).
Tak jako CD, má i blu-ray disk průměr 12 cm (v menší variantě 8 cm) a tloušťku 1,2 mm. Disky umožňují záznam dat s celkovou kapacitou až 25 GB u jednovrstvého disku, 50 GB u dvouvrstvého disku až po 100 GB u oboustranné dvouvrstvé varianty. Díky umístění záznamu 0,1 mm pod povrch je možné vyrobit hybridní disk s DVD i Blu-ray záznamem na jedné straně disku. Čtecí zařízení pro disky blu-ray jsou vyvíjena s ohledem na kompatibilitu s CD a DVD, tj. mají umožňovat čtení všech tří typů disků.
Jeho konkurenčním formátem byl jiný nově vyvíjený typ optického média - HD DVD. V rámci snahy o co největší kompatibilitu byly vyvinuty také hybridní mechaniky schopné číst jak HD DVD, tak Blu-ray. V únoru 2008 (19. února 2008) však firma Toshiba oznámila zastavení vývoje formátu HD DVD, čímž se Blu-ray stal de facto nástupnickým standardem nahrazujícím DVD.
Maximální (standardní) rozlišení videa na Blu-ray je 1920 × 1080 bodů.
Blu-ray umožňuje uložit obraz a zvuk v lepší kvalitě než DVD, což se projeví zejména při zobrazení na plazmových a LCD - LED televizorech (rozdíl je zřetelnější při větší úhlopříčce).
Technicky vzato na DVD je obraz uložen jako série snímků s rozlišením 720×576 bodů ve standardu PAL, resp. 720×480 bodů ve standardu NTSC, avšak na Blu-ray mohou být jednotlivé snímky filmu uloženy buď v rozlišení 1280×720 bodů nebo 1920×1080 bodů, standardy PAL a NTSC už zde nefigurují. Tyto video módy se označují jako 720p a 1080i/p (interlace / progressive). Rozlišení se označuje jako HD (high definition). Samotný obraz je zpracován ve formátu MPEG-2, který byl použit již u DVD (především zpočátku uváděné filmy), nebo modernějších standardů MPEG-4 AVC a VC-1, které ve srovnání s MPEG-2 nabízejí úsporu datového prostoru při srovnatelné kvalitě obrazu (převážná většina nově uváděných filmů).
Zatímco na DVD je standardem šestikanálový zvuk (5.1), Blu-ray nabízí kanálů až osm (7.1), umožňuje použití bezeztrátového formátu PCM, speciálně pro účely Blu-ray vylepšených kompresních formátů Dolby Digital Plus a DTS-HD High Resolution Audio a rovněž jejich bezeztrátových variant Dolby TrueHD a DTS-HD Master Audio . Pro sedmikanálový zvuk a zejména plné využití Dolby TrueHD a DTS-HD je zapotřebí samozřejmě i příslušně vybavený receiver a sada reproduktorů.
Nabídka filmů na blu-ray se rozšiřuje, byť ještě nedosahuje šíře nabídky DVD. Vzhledem k pomalému poklesu cen Blu-ray vypalovaček a současně dlouhodobě nízkým cenám HDD a Flashdisků není pravděpodobné, že v budoucnu Blu-ray plně nahradí formát DVD tak, jako se to stalo v případě generační obměny VHS za DVD.