Quá trình ghi âm là quá trìn biến một hàm biến thiên theo thời gian (tín hiệu âm tần ghi) thành một hàm biến thiên theo tọa độ của băng từ (từ dư trên băng từ). Trong quá trình ghi âm, mỗi phần tử cực nhỏ của băng từ (nam châm nguyên tố) chịu tác động của xung nhiễm từ biến thiên theo quy luật của dòng âm tần vào. Khi ra khỏi từ trường của đầu từ ghi, cảm ứng từ giữ lại trên băng từ có thể xác định theo biểu thức:
x B B b m 2 sin
Lớp bột từ được nhiễm từ được nhiễm từ kế tiếp nhau. Chiều dài của mỗi đoạn nhiễm từ cùng hướng bằng λ/2 và gọi là đoạn nửa bước sóng. Tín hiệu tần số càng cao thì các đoạn λ/2 cũng giảm đi và từ thông cũng giảm đi.
Có hai phương pháp ghi âm: Ghi âm không thiên từ và ghi âm có thiên từ.
- Với phương pháp ghi âm không thiên từ: Chỉ có dòng âm tần được đưa đến cuộn dây của đầu từ. Phương pháp này sẽ gây ra méo phi tuyến lớn bởi đoạn đặc tuyến cong gần gốc tọa độ của đường đặc tuyến từ hóa. Do vậy người ta ít dùng phương pháp này.
- Với phương pháp ghi âm có thiên từ: Ngoài dòng âm tần ra, còn có một dòng siêu âm có biên độ gấp (2-3) lần biên độ tín hiệu âm tần, và tần số cao gấp (4-5) lần tần số tín hiệu âm tần. Chính dòng siêu âm này tạo ra thiên từ trong đầu từ, do đó dịch chuyển điểm làm việc của đầu từ lên đoạn tuyến tính của đường cong từ hóa. Với một tần số đủ lớn của dòng siêu âm, tín hiệu siêu âm sẽ không ảnh hưởng đến tín hiệu âm tần, vì từ thông do nó gây ra ngắn mạch hoàn toàn và không đi qua khe từ của đầu từ đọc (λ/2<<d). Phương pháp ghi âm có thiên từ sử dụng dòng siêu âm là phương pháp ghi âm từ tính được sử dụng phổ biến hiện nay.