System plików daje abstrakcyjny obraz informacji, gromadzonej w systemie komputerowym. Fizycznie, informacja ta może być przechowywana na różnych nośnikach: taśmach, dyskach, płytach kompaktowych, a nawet w pamięci operacyjnej. Strefa jest najczęściej obszarem związanym z fizycznym urządzeniem przechowującym plik. Czasami na urządzeniu (np. dysku) wydziela się różne strefy, postrzegane jako logiczne urządzenia.
Pliki w strefie znajdują się w katalogach, które z kolei najczęściej tworzą strukturę hierarchiczną. Z daną strefą związany jest na ogół zbiór danych o odpowiedniej strukturze do identyfikacji hierarchii katalogów oraz lokalizacji bloków z zawartością plików. Informacje takie określa się jako metadane. Inicjalizacja metadanych nazywana jest formatowaniem logicznym, albo tworzeniem systemu plików.
Warto podkreślić, że jest to logiczny obraz, który może się różnie przekładać na fizyczne rozlokowanie danych na dostępnych urządzeniach.
W przedstawionym przykładzie wyróżniono dwie strefy, w których umieszczone są pliki i katalogi. W jednej z nich katalog główny zawiera podkatalog oraz plik, a w drugiej podkatalog zawiera 2 pliki.
Jak już wspomniano, strefa odpowiada najczęściej urządzeniu fizycznemu. Podział na strefy może być też jednak zrobiony w celu wyodrębnienia kilku logicznych urządzeń (dysków) na jednym urządzeniu fizycznym lub powiązania kilku fizycznych urządzeń w jedną logiczną całość.
Wpis w katalogu tworzony jest zawsze, gdy jakiś obiekt z danymi ma być identyfikowany przez nazwę za pośrednictwem systemu plików. Obiektem takim jest plik. Plik może mieć kilka alternatywnych nazw, z których każda ma swój wpis. Swoje wpisy mają też podkatalogi w przypadku struktury hierarchicznej. Wpis taki można również usunąć lub przemianować. Wszystkie te operacje dotyczą modyfikacji katalogu. Katalog na ogół częściej jest przeszukiwany niż modyfikowany. Przeszukiwanie polega na poszukiwaniu wpisu, identyfikowanego przez nazwę lub tworzeniu wykazu wszystkich wpisów, spełniających określone kryteria.
Współcześnie najczęściej katalogi są logicznie powiązane w strukturę drzewa, która narzuca naturalną hierarchiczność. W przeszłości stosowane był niekiedy prostsze struktury, np. jednopoziomowa, dwupoziomowa. Można sobie również wyobrazić bardziej skomplikowane struktury, np. graf acykliczny, czy graf dowolny.
Wszystkie pliki identyfikowane są przez nazwy, znajdujące się na tym samym poziomie. Wymaga się zatem, żeby nazwy te były unikalne. Jest to poważne ograniczenie zwłaszcza w systemach wielodostępnych.
Krokiem w kierunku ułatwienia wielodostępu przy „płaskiej” strukturze katalogów jest struktura dwupoziomowa. Każdy użytkownik ma swój katalog, więc wybierane przez niego nazwy, nie kolidują z nazwami, wybranymi przez innych użytkowników. Podejście takie zastosowano w systemie CP/M.
Typowym podejściem jest organizacja katalogów w formie drzewa. Każdy katalog zawiera wpisy odpowiadające plikom oraz innym katalogom. Nazwy w każdym katalogu muszą być unikalne, mogą się natomiast powtarzać w innych katalogach.
Graf acykliczny oznacza, że ten sam obiekt może mieć wpis (dowiązanie) w kilku katalogach. W prezentowanym przykładzie obiekt (katalog) programy ma wpis w nadkatalogu darek oraz nadkatalogu jacek. Podobnie jeden z plików ma dwie różne nazwy — art.txt i do_czyt — w różnych katalogach.
Tego typu organizacja logiczna plików i katalogów stosowana jest w systemach uniksopodobnych, ale wielokrotne dowiązanie nie jest możliwe dla katalogów. Poza tym dowiązanie te muszą być w tej samej strefie (logicznym urządzeniu).
Dowolny graf raczej nie jest stosowany w systemach plików, gdyż dopuszcza cykl, który utrudnia orientację w trakcie poruszania się po takiej strukturze. Hierarchia jest najlepszą formą organizacji informacji, akceptowalną przez ludzki mózg i tym samym wygodną dla użytkownika.