Das Dateisystem, File System ( 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. Das oberste Stammverzeichnis eines Dateisystems ist das Root Directory.
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 das DOS-Betriebssystem, das in der Version FAT16 mit einer 16- Bit- Adressierung arbeitet und eine Datenmenge von bis zu 4 GB verwalten kann. Die Nachfolgeversion FAT32 wird in Linux, Windows 95, 98 und Windows NT eingesetzt und kann bis zu 2 Terabyte ( TB) verwalten. Und in Extended File Allocation Table ( exFAT) mit einem Adressraum von 64 Bit arbeitet. Damit lassen sich Dateigrößen von bis zu 512 Terabyte (TB) verwalten.
Darüber hinaus gibt es das New Technology 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, für Windows 8 das Resilient File System ( ReFS) 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.
Dateisysteme unterscheiden sich in den Sicherheitsfunktionen, den Multi-User-Fähigkeiten und der effektiven Nutzung des Speicherplatzes. So arbeiten einige zur Sicherstellung der Datenkonsistenz mit Journaling. Bei Compact Discs ( CD) und DVDs hat sich das Dateisystem nach ISO 9660 durchgesetzt.