Das Dateisystem (FS) ist Bestandteil des Betriebssystems und bildet die Schnittstelle zwischen diesem und den Laufwerken. Es legt fest, wie der Computer Dateien auf den Datenträgern benennt, speichert, organisiert und verwaltet. Ein Dateisystem besteht aus Dateien, Verzeichnissen und Adressen, über die die Dateien lokalisiert werden.

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Die Dateisysteme der meisten Betriebssysteme sind untereinander inkompatibel; es gibt allerdings auch Betriebssysteme die mehrere Dateisysteme unterstützen. So die File Allocation Table (FAT), das Dateisystem für DOS, das in der Version FAT-16 mit einer 16-Bit-Adressierung arbeitet und eine Datenmenge von 2,048 GB verwalten kann. Die Nachfolge-Version FAT32 wird in Linux, Windows 95, 98 und Windows NT eingesetzt und kann bis zu 2.048 GB verwalten.

Darüber hinaus gibt es das NT File System (NTFS) für Windows NT, das High Performance File System (HPFS) von IBM für OS/2, Windows NT und Linux, das Journaling File System (JFS) von IBM für AIX, das Extended Secondary File System (EXT2 und EXT3) für Linux und einige mehr.

Für Apples MacIntosh gibt es mit dem Hierarchical File System (HFS) und der Weiterentwicklung HFS+ zwei Standard-Dateisysteme, die gegenüber File Allocation Table (FAT) mit kleineren Zuordnungseinheiten arbeiten und schneller auf die Partitionen zugreifen können.

Die Dateisysteme unterscheiden sich in den Sicherheitsfunktionen, der Multi-User-Fähigkeit und die effektive Nutzung des Speicherplatzes. So arbeiten einige zur Sicherung der Datenkonsistenz mit Journaling. Bei Compact Discs (CD) und DVDs hat sich das Dateisystem nach ISO 9660 durchgesetzt.