Bei der Blockspeicherung werden die Daten in gleichgroße Datenblöcke unterteilt und jeder mit einer eigenen Adresse versehen. Die Datenblöcke der Blockspeicherung werden im Gegensatz zum Dateispeicher nicht mit Metadaten versehen, aus denen auf den Inhalt der Daten geschlossen werden kann; sie sind lediglich durch ihre Adresse gekennzeichnet.
Auf die Daten eines Blockspeichers kann unmittelbar mit dem Betriebssystem des Servers zugegriffen werden. Ein Block ist eindeutig durch eine eigene Block-Adresse gekennzeichnet. Bei einer Anfrage nach einem Block wird die Block-Adresse über die SCSI-Schnittstelle an den Server des Blockspeichers gesendet. Als weitere Protokolle kommen Fibre-Channel ( FC) und Serial ATA ( SATA) zum Einsatz. Der Server des Blockspeichers ermittelt den Speicherort und stellt mit der Speicher-Level-Funktion die Daten wieder her. Ein Unterschied zwischen Dateispeichern und Blockspeichern besteht darin, dass die Daten der Blockspeicher nicht in Datenblöcke unterteilt werden. Den Abruf der Datenblöcke und deren Kombination übernimmt das Speicherverwaltungssystem, das die Blöcke für die Anwendung aufbereitet. Sind die Datenblöcke in geografisch verteilten Speichersystemen abgelegt, dann kann sich die Performance durch die steigende Latenzzeit verringern.
Was die Dateisysteme betrifft, so basieren diese auf der Art des Blockspeichers. Dieser entspricht dem Abstraktionslevel der Hardware, auf der die Datenblöcke in einer bestimmten Blockgröße gespeichert werden. Die Datenblockgröße des Dateisystems kann dabei um ein Vielfaches größer sein, als das des physikalischen Speichers, was allerdings zu einer ineffizienten Nutzung des physikalischen Speichers führt.