Większość systemów operacyjnych posiada własny (macierzysty) system plików, rozwijany równolegle z nim (np. FAT w DOS-ie, NTFS w Windows NT, APFS w macOS lub ext/ext2/ext3/ext4 i ReiserFS/Reiser4 w Linuksie), ze względu na pewne specyficzne właściwości nadawane plikom (np. atrybut wykonywalności pliku), podobnie jak niektóre nośniki danych (np. ISO 9660 i UDF na CD-ROM/DVD), jednak sam system plików jest niezależny od nich. Same systemy operacyjne (w szczególności Unix i jego pochodne) potrafią obsługiwać wiele systemów plików.
Organizacja danych Nośniki danych, takie jak dyski twarde, dyskietki posiadają blokową strukturę danych, znaczy to, że dane są w nich przechowywane w postaci bloków, a blok musi być w całości zapisywany i odczytywany. W przypadku dysków wielkość pojedynczego bloku danych jest wielokrotnością rozmiaru pojedynczego sektora (najczęściej 512 bajtów).
Bloki tworzą strukturę liniową:
Blok 0 Blok 1 Blok 2 Blok 3 … Blok n
Systemy operacyjne łączą bloki w klastry. Klaster składa się z kilku bloków (w nowszych systemach może to być 8 lub więcej bloków).