Der offensichtlichste Unterschied zwischen den beiden Formaten ist die grandiose Bildqualität der Blu-ray mit einer bis zu fünfmal höheren Auflösung im Vergleich zur herkömmlichen DVD. Auch die Tonformate fallen bei der Blu-ray Disc wesentlich hochwertiger aus und steigern ebenfalls den Filmgenuss. Begründet wird dieser Unterschied mit der wesentlich höheren Speicherkapazität einer Blu-ray Disc. Auf insgesamt 25 GB (Single Layer) bzw. 50 GB (Double Layer) lassen sich einfach wesentlich mehr Informationen abspeichern. Realisiert wird dies durch dies durch wesentlich kurzwelligeres Laserlicht und einem geringeren Spotdurchmesser (Größe des Laserpunktes). Die Daten lassen sich auf diese Weise wesentlich dichter nebeneinander auf die Disc schreiben. Damit diese Datenmenge auch schnell genug ausgelesen werden kann, besitzen Blu-ray Laufwerke bzw. Player eine deutlich höhere Datentransferrate (siehe Tabelle). Am besten sieht man den Unterschied natürlich bei direktem Vergleich zwischen der High Definition-Auflösung (HD) und der Standard Definition-Auflösung (SD) - siehe Screenshot.
Unterschiede im Detail:

Parameter	Blu-ray	DVD
Speicherkapaziät	25GB (Single-Layer) 50GB (Dual-Layer)	4.7GB (Single-Layer) 8.5GB (Dual-Layer)
Komprimierung	MPEG2/VC-1/H.264	MPEG2
Aufzeichnungszeit	HD 2 Stunden (25GB)	SD 2 Stunden (4.7GB)
maximale Auflösung	HD (1920x1080)	SD (720x480)
Ausgang	720p, 1080i, 1080p	480p, 480i
Laser Wellenlänge	405mn (blauer Laser)	650nm (roter Laser)
Numerische Apertur (NA)	0.85	0.60
Lesetempo(1x)	5,28m/s	3,49m/s
Discdurchmesser	120mm	120mm
Discdicke	~1.2mm	~0.6mm
Spotdurchmesser	0.58 µm	1.32 µm
Abstand Linse zur Oberfläche	0.1mm	1.0mm
Minimale Pitlänge	0.15 µm	0.4 µm
Coverlayer	0.1mm	0.6mm
Hartstoffbeschichtung	ja	nein
Spurenabstand	0.32µm	0.74µm
Datentransferrate (Daten)	35,965Mbps (1x)	11,08Mbps (1x)
Datentransferrate (Video/Audio)	54Mbps (1.5x)	10.08Mbps