מערכת קבצים היא שיטה לסידור קבצים על גבי מדיה מגנטית: דיסק קשיח, תקליטור, דיסקט, וכדומה.

תפקידה העיקרי של מערכת הקבצים הוא לאפשר למערכת ההפעלה של המחשב אחסון ואחזור יעיל של מידע על גבי המדיה במהירות וביעילות.

מערכת הקבצים בנויה לרוב בצורה של ספריות (נקראות גם תיקים, מדורים, תיקיות וכדומה) המקוננות אחת בתוך השנייה שבתוכן יש קבצים. המידע על מבנה הספריות נשמר כמעט תמיד במקום מיוחד בתחילת המדיה אולם דבר איננו הכרחי (למשל בתקליטור שניתן להקליט על כל אזור בו פעם אחת ייתכן שיהיו מספר אזורים בהם יהיה מידע זה כך שניתן לבצע מספר הקלטות על אותו תקליטור).

המידע שנשמר עבור כל קובץ תלוי במערכת הקבצים הספציפית אולם לרוב מכיל לפחות את הפריטים הבאים:

·         שם הקובץ (כולל גם את הנתיב)

·         מזהה הקובץ

·         מיקום פיזי שבו נמצא הגוש הראשון של המידע בקובץ (למשל בדיסק קשיח מדובר על מספר הדיסק הפיזי ועל מספר הסקטור)

·         זמן השינוי האחרון של הקובץ

·         גודל הקובץ

·         סוג הקובץ (קובץ רגיל, חלק ממערכת הפעלה וכדומה)

·         הרשאות

לרוב מאותר המידע על ידי חיפוש הגוש הראשון של המידע ומעבר לגושים האחרים על ידי הצבעה, אולם הדבר תלוי בסוג המדיה ובמערכת ההפעלה.

מערכת הקבצים תלויה במערכת ההפעלה, לעיתים קרובות ישנן מספר מערכות הפעלה התומכות באותה מערכת קבצים (למשל NFS) ולפעמים ישנן מספר מערכות קבצים שנתמכות על ידי מערכת הפעלה (חלונות 2000 תומכת למשל הן ב־FAT והן ב־NTFS).

ניתן לחלק מדיה פיסית אחת למספר כוננים לוגיים (מחיצות) על מנת להשיג מטרות שונות כגון (שימוש במספר מערכות הפעלה, נוחות שימוש, אילוצים של מערכת ההפעלה, הפרדה פיסית בין תכנים) המדיה מחולקת לסקטורים ובלוקים המאפשרים לבקר המדיה לאתר מידע בגישה אקראית.