Pierwsza (chronologicznie) możliwość to wielosesyjność, czyli możliwość nagrywania dysku fragmentami.
Wielosesyjność pozwala na nadpisywanie plików na zasadzie nie fizycznego zastąpienia zawartości pliku, lecz zapisania nowszej wersji pliku w innym fizycznie obszarze i zamienienie tablicy alokacji tak, by wskazywała w obszar zajmowany przez nowy plik. W podobny sposób można kasować pliki z płyty CD-R – nie ulegają one fizycznemu usunięciu (po skasowaniu pliki znajdują się nadal na nośniku, a sektory przez nie zajmowane nie są zwracane do puli wolnych jednostek alokacji), zapisywana jest jedynie informacja, iż plik usunięto.
Operacje te umożliwia system plików ISO-9660, zwany też ISOFS lub CDFS. Dzięki wielosesyjności mogły powstać takie formaty, jak PhotoCD.
Kolejna możliwość to wielosesyjność poszerzona o wielowoluminowość, czyli możliwość wydzielenia na CD-R kilku woluminów logicznych i nagrywanie ich wielosesyjnie niezależnie od siebie. Ten format jest rzadko obsługiwany przez oprogramowanie. Można tu używać systemu plików ISO-9660 lub UDF.