即便由於卡式錄音帶的尺寸和速度，其最初的音質相對較差，卡式錄音帶相對盤式錄音帶而言在便利性上是很大的進步。與4軌立體聲開放式盤式錄音格式不同，卡式錄音帶每側的壹對立體聲音軌彼此相鄰，並不與另壹側的音軌相互交錯。這使得單聲道卡帶可以播放由單聲音軌累加而成的立體聲錄音，立體聲播放器也可以通過其壹對揚聲器播放單聲道錄音。卡式錄音帶所用的磁帶為3.81毫米（0.150英寸）寬，每條立體聲音軌占用0.6毫米的寬度，並以無錄音的保護帶相互間隔。磁帶以4.76厘米/秒（1?英寸/秒）的速度從左向右運動。與之相對，消費級開放式盤式錄音帶的寬度為6.35毫米（?英寸），每條立體聲音軌通常為1.59毫米（1/16英寸）寬，運動速度為9.5或19厘米/秒（3?或7?英寸/秒）。 卡式錄音帶的磁帶是壹種帶有磁性塗層的聚酯類塑料膠片，最初的磁性材料基於γ-氧化鐵（Fe2O3）。1970年左右，3M公司開發了壹種鈷的大量摻雜過程，結合雙圖層技術使得磁帶的總體輸出電平得到增強。這壹產品被歸於其“Scotch”品牌的“高能”（High Energy）系列。其他壹些廉價磁帶通常標註為“低噪音”，但通常沒有為高頻響應進行優化。在幾乎同時，杜邦公司和巴斯夫公司引入了二氧化鉻（CrO2）材料塗層，隨後TDK公司的“Audua”系列采用了磁鐵礦（Fe3O4）塗層，以爭取使卡式錄音帶的音質接近塑料唱片。1974年，TDK公司成功開發了壹種含鈷氧化鐵塗層材料，稱為“Avilyn”。1979年，3M公司開發出了純金屬物質塗層，用於“Metafine”系列。現在的大多數標為“普通”或“鉻”的卡式錄音帶包含不同過程處理得到的不同比例的氧化鐵和鈷塗層，只有極個別使用純二氧化鉻塗層。
簡單的錄音機通常根據標準的鐵基成分設計，而高保真的磁帶播放器常常帶有開關或探頭，從而為高性能卡式錄音帶提供不同的偏置和均衡化。最常見的鐵氧化物磁帶被IEC定義為I類，采用120微秒回放均衡，而鉻和含鈷磁帶（II類）要求70微秒均衡，它們所要求的偏置也有所不同。巴斯夫和索尼曾經嘗試過壹種含有氧化鐵和二氧化鉻的雙塗層材料磁帶，被稱為鉻化鐵（FeCr，III類），但只在1970年代中的壹小段時間存在。金屬卡帶（IV類）也采用70微秒均衡化，但是提供了更高的音質。音質的變化也體現在價格上：I類卡帶往往最便宜，而IV類卡帶往往最昂貴。巴斯夫公司開發了壹款用於預錄制的鉻基磁帶，它采用120微秒均衡，因此是I類磁帶，但能提供更大的頻率響應範圍從而提升音質。但對於唱片公司而言，這款產品最大的賣點在於壹樣的I類卡帶包裝可以用於鐵基和鉻基磁帶。卡式錄音帶外殼頂部的凹口用於表示其中磁帶的類型：I類卡帶只有寫保護凹口，II類磁帶在寫保護凹口旁還有壹對額外的凹口，而IV類磁帶則在頂部中間位置擁有第三對凹口。這些凹口使得大型卡帶播放器可以自動檢測磁帶類型並選擇合適的偏置和均衡。在不能自動檢測的播放器上采用非對應的模式錄制或回放會導致嘯叫、失真或其他更嚴重的問題。普通和價格便宜的播放器是不能擦寫II類和IV類的卡帶。嘗試這樣做將導致壹個不完整的擦除。這是由於II類和IV類卡帶的偏置級別的事實，需要更高水平。 所有的卡式錄音帶都包含壹套防止重錄制和意外擦除重要資料的寫保護技術。卡式錄音帶頂部有兩片可以破壞的的小塑料片，當被破壞後就在頂部留下凹槽。將磁帶開口朝下，左上角的凹槽和小片就對應面向自己壹面的寫保護開關。當卡式錄音帶插入錄音機時，如果探測桿可以進入這壹凹槽，則會屏蔽錄音機啟動錄音功能，從而起到寫保護的作用。當需要對有寫保護的磁帶再次錄音時，通常使用膠帶重新覆蓋寫保護凹槽，使得探測桿不能進入。
也有些生產商采用滑塊操作凹槽的寫保護功能，其原理與前述相同。 大多數卡式錄音帶的磁帶通過引帶與卷軸相連。引帶用比較牢固的塑料制造，用於在磁帶前進到末端時的沖擊中保護較為脆弱的磁帶。引帶包括較為復雜的幾個組成部分：首先在緊帶軸的上的滑入式塑料楔上固定有壹段不透明塑料引帶，它連接著壹段或幾段帶有顏色的半透明塑料引帶，其後連接的是壹段較長的無色半透明引帶通過開口後在供帶軸繞上將近壹圈後連接著磁帶。較長的這段無色半透明引帶將磁帶前進到末端的沖擊載荷分散到自身的各個部分而不是某個拼接處。有壹些發明專利專門介紹引帶的具體構造和播放器識別引帶的機制。用戶也可以使用多余的引帶修復破損的磁帶。
引帶的缺點在於它使得聲音的錄制和回放不從磁帶的最前端開始，使得用戶必須略過這部分前進至磁性部分方可使用。例如聽寫等壹些特定應用的磁帶使用無引帶磁帶，它們通常使用更牢固的磁帶材料並於帶有復雜的末端預測機構的機器上使用。 卡式錄音帶也可以做成可以無盡播放的循環卡帶，循環卡帶的磁帶長度有從30秒到完整的標準長度的各種規格。這種卡帶主要用於連續或被觸發播放短消息或音樂片段的場合，或者需要連續或觸發錄音的場合。有些循環卡帶包括壹塊感應箔片，使得播放器可以重新找到開始處。自1969年起就有各種關於循環卡帶的專利發布，涉及單向磁帶、雙向磁帶、自動關機的兼容性和反絞帶機制等。