Datotečni sustav je način na koji se datotekama pohranjuju, pristupaju, prepisuju i brišu u medijskom formatu pomoću računala i operativnog sustava (OS) instaliranog na tom računalu. Različite vrste OS-a obično imaju različite datotečne sustave, iako su često donekle slični u dizajnu i načinu pristupa datotekama putem OS-a. Općenito, postoji niz različitih tipova datotečnih sustava koji su dizajnirani i implementirani, pri čemu su nove vrste stvorene i korištene u novijim verzijama OS-a. Datotečni sustav je, na svojoj najosnovnijoj razini, način na koji se podaci pohranjuju u pojedinačne datoteke na tvrdom disku računala ili drugom mediju i kako se tim podacima ponovno pristupa u budućnosti.
Također nazvan “datotečni sustav”, datotečni sustav je jedan od najosnovnijih aspekata računalnog OS-a i mnoge rane vrste OS-a dizajnirane su posebno da djeluju kao datotečni sustav. Korisnik računala obično će raditi na računalu za stvaranje, izmjenu, spremanje i brisanje raznih datoteka u različite svrhe. Kako bi ovaj proces bio što jednostavniji i moćniji, datotečni sustav u OS-u mora biti u stanju nositi se s nizom različitih opcija za korisnika računala.
Jedna od najosnovnijih vrsta datotečnog sustava je ravni sustav koji u osnovi postoji kao jedan sloj datoteka kojima korisnik može pristupiti. Time se stvara sustav koji je sličan velikoj radnoj površini na kojoj se sve datoteke mogu postaviti, ali ne i slagati. Zamišljajući ovu vrstu sustava, lako je vidjeti da bi dvije ili tri datoteke bilo lako vidjeti i organizirati; stotine ili tisuće datoteka, međutim, uskoro bi postale neodoljive. Zbog toga su razvijeni hijerarhijski datotečni sustavi koji postavljaju datoteke u više slojeva ili unutar direktorija i mapa radi lakše organizacije i navigacije.
Datotečni sustav koji koristi Windows®, na primjer, koristi hijerarhijski sustav koji počinje oznakom pogona ili particije i stvara različite direktorije i poddirektorije za pohranu datoteka. To može vidjeti korisnik Windows® koji počinje tražiti datoteku s pogonom ili particijom koja je označena slovom, obično pogonom “C:” za primarni pogon za pokretanje. S ove osnovne razine, korisnik tada može pogledati brojne različite mape koje djeluju kao direktorije za više mapa i datoteka. Ova vrsta datotečnog sustava omogućuje korisniku računala da organizira svoje datoteke, dopuštajući grupiranje datoteka na način koji je lakši za prisjećanje i korištenje prema potrebi.