Cualquiera que sea la extensión del volumen (la totalidad de una unidad o parte), el siguiente y último nivel es la organización de su interior. Y aquí existen dos planos: el de alto nivel o lógico (de usuario), y el de bajo nivel o físico (cómo está organizado realmente el volumen).

1  Estructura lógica

Desde el punto de vista lógico, los datos están agrupados en entidades individuales, ficheros, que se agrupan en directorios, que pueden contener a su vez otros directorios (subdirectorios).   El resultado es un esquema de carpetas y subcarpetas con cualquier grado de anidamiento a partir de un contenedor inicial que es el directorio raíz del volumen.  La estructura lógica recuerda la de un árbol, de ahí lo de directorio "raíz".

Lo substancial aquí, es recordar que todo fichero está contenido en un directorio (que puede ser el raíz) y que los directorios son en realidad un tipo especial de fichero que puede contener información sobre otros ficheros.  El resultado es que cualquier fichero está perfectamente definido conociendo su nombre ("name") y la cadena de directorios que hay que recorrer hasta encontrarlo.  Lo que se denomina camino de búsqueda ("path").  El conjunto se denomina nombre cualificado completo o "full path-name".

En DOS/Windows el camino de búsqueda se inicia en la designación de la unidad (volumen), representada por una letra, y a continuación el directorio raíz, representado por dos puntos ":", y los que le siguen.  Por ejemplo:

D:docbuzondocumentscarta1.doc

En Linux todas las unidades se "montan" sobre una raíz lógica común, el directorio root representado por una barra inclinada "/" (justamente al contrario que en DOS).  El path-name de un fichero sería algo así:

/home/user1/doc/buzon/documents/carta1.doc 

Nota:  Los sistemas de ficheros Unix/Linux permite montar o "colgar" el sistema de ficheros contenido en un dispositivo (o en una partición del mismo) en cualquier subdirectorio del directorio raíz.  Por ejemplo, en el path-name anterior, la parte /home/user1 puede pertenecer físicamente al volumen que contiene al propio sistema Linux.   Pensemos en una de las particiones primarias de una unidad física X.  En cambio la parte que sigue,  /doc/buzon/documents/carta1.doc, puede ser el camino del fichero dentro de la estructura lógica contenida en una partición de otra unidad física Y.

2  Estructura física

Por su parte, la organización física se basa en un esquema de datos y metadatos (anotaciones sobre la situación de los datos, en la que estos últimos están organizados en estructuras específicas. Por ejemplo, tablas FAT, situadas al principio del volumen.

El sistema de anotación de los metadatos es una estructura encadenada jerárquica, donde cada eslabón de la cadena apunta al siguiente.  El número del primer cluster del fichero se anota como "entrada" en el directorio correspondiente.  Puesto que los directorios también están organizados jerárquicamente a partir del directorio raíz de cada unidad, es fácil deducir que para encontrar un fichero hay que acudir al comienzo de la estructura y seguir el rastro directorio raíz -> subdirectorios -> fichero.  Para más facilidad, la información del directorio raíz está situada justamente al principio del área de datos o en cualquier otro punto fácilmente localizable en base a la información contenida en el sector de carga.