Datotečni sistem upravlja z datotekami, alocira prostor datotek, upravlja s praznim prostorom na disku, nadzira dostop do datotek in posreduje podatke uporabnikom.

Poznamo tri osnovne pristope za dodeljevanje blokov diska datotekam:

1. Zaporedno (sekvenčno) dodeljevanje:
• vsaki datoteki je dodeljeno določeno neprekinjeno zaporedje blokov na disku,
• Glavni prednosti sta enostavnost izvedbe in hitrost dostopa: beremo lahko celo več blokov z eno samo vhodno/izhodno operacijo,
• Glavni slabosti sta fragmentacija in potreba po določitvi največje velikosti datoteke, ko se datoteki določa prostor na disku.
2. povezano (linked) dodeljevanje:
• bloki so raztreseni po disku in vsak vsebuje naslov naslednjega,
• ni zunanje fragmentacije,
• rast datoteke ne predstavlja problema,
• pri tem načinu je zaporedni dostop počasnejši, direktnega dostopa pa ni mogoče učinkovito realizirati.
3. indeksirano dodeljevanje
• bloki so raztreseni po disku, obstaja pa indeksna datoteka, ki hrani naslove vseh blokov v datoteki; indeksna datoteka ima vlogo liste strani (page table),
• indeksna datoteka se lahko hrani v pomnilniku za hitrejše dostopanje,
• glavni problem predstavlja velikost indeksne datoteke, saj lahko pričakujemo veliko majhnih in malo velikih datotek.

Najpogostejši datotečni sistemi so:

• FAT datotečni sistem operacijskega sistema MS-DOS. Datotečni sistem je zelo preprost in neprimeren za večje diske. Imena datotek so omejena na 8+3 znake. Disk je razdeljen na določeno število map, v okviru vsake je poljubno število drugih map ali datotek. Sistem Windows 2000 med drugim uporablja ta datotečni sistem pri delu z disketami.
• NTFS 4 je datotečni sistem operacijskega sistema Windows NT. Poleg dolgih imen in učinkovite izrabe prostora na velikih diskih (do 4GB) pozna tudi nadzor nad uporabo datotek. Vsako datoteko posebej lahko stisnemo. Poleg tega se sistem NTFS ob morebitnih napakah (nepravilen izklop računalnika…) sam postavi v delujoče stanje.
• NTFS 5 je osnovni datotečni sistem Windows 2000 in XP. Je izboljšana verzija NTFS 4. Omogoča še določanje kvot uporabnikom (koliko prostora na disku sme zasesti) in enkripcijo podatkov.
• CDFS je datotečni sistem, s katerim so zapisani CD-ROM diski,
• ext2, ext3 sta datotečna sistema, ki ju uporablja o.s. Linux, omogoča uporabo dolgih imen, nadzor nad uporabo datotek, določanje kvot uporabnikom, ext3 vodi tudi evidenco sprememb na datotečnem sistemu.