En plus des noms, les fichiers sur un support de stockage peuvent également avoir des attributs supplémentaires qui décrivent en détail leurs caractéristiques individuelles. Par exemple, le format des données, la date de création, la date de la dernière modification, les éventuelles restrictions d'accès au fichier, etc. Toutes les fonctionnalités d'un fichier sont également appelées "métadonnées", par opposition aux données réelles du fichier. Les métadonnées, y compris les noms de fichiers, sont généralement stockées dans l'index ou le support de données "Contents" ou "Table of Contents" (en anglais table of content, TOC). Lorsque le nombre de fichiers est important, ils peuvent être regroupés en soi-disant dossiers ou répertoires (en mettant l'accent sur la dernière syllabe ; anglais : répertoires), qui sont également répertoriés dans la table des matières. Étant donné que les dossiers peuvent contenir des fichiers ainsi que d'autres dossiers, cela se traduit généralement par un système de fichiers hiérarchique.
La création d'un système de fichiers et d'un index n'est pas une tâche triviale. Les objectifs à atteindre sont d'assurer en permanence l'intégrité et la rapidité d'accès aux fichiers qui peuvent sans cesse changer, notamment pour les disques durs actuels (2010) qui peuvent avoir une capacité d'environ 2 To (2 000 000 000 000 octets) et même plus, contenant des centaines de des milliers de fichiers sur un seul disque.
Chaque type de support de stockage (par exemple, disques durs, bandes magnétiques, disques optiques, mémoire flash) utilise un système de fichiers avec une structure spécifique. À partir d'un nom de fichier et d'un système de fichiers implémenté, le système d'exploitation et ses routines accèdent à l'inode requis, trouvent ou calculent l'adresse du fichier sur le support de stockage approprié et peuvent enfin accéder aux données du fichier. Les transferts de données modernes tels que les disques durs ont également leur propre « intelligence » (microcode ou micrologiciel) qui facilite l'accès aux fichiers et aux données et peut également offrir certaines fonctionnalités spéciales telles que :
- des compteurs de pannes temporaires (SMART ou autres), qui, sur la base des statistiques de pannes temporaires réparées automatiquement, peuvent estimer à l'avance le temps de défaillance irréversible de l'appareil ; un peu plus tôt, cependant, ils sonnent l'alarme pour le remplacer par un nouveau, sans perdre de données;
- gestion des secteurs de réserve, activée et utilisée automatiquement en cas de panne des secteurs d'origine.
Cependant, ces dernières fonctions ne sont plus liées au système de fichiers sur le support de stockage, mais plutôt à l'emplacement physique de tout type de données (fichiers, répertoires, sauvegardes, entrées spéciales, etc.) sur le support de stockage.