Das FAT32-Dateisystem erschien in Windows 95 OSR2 und wird auch von Windows 98/ME sowie Windows 2000/XP unterstützt (es funktioniert mit allen Versionen von Windows, Mac und Linux). FAT32 basiert auf dem FAT16-System.
Heutzutage findet man das FAT32-Dateisystem vor allem auf USB-Flash-Laufwerken und externen Laufwerken, um die Kompatibilität mit älteren Versionen von Windows oder beispielsweise Linux zu gewährleisten.
Die Hauptunterschiede zwischen FAT32 und FAT16 sind 28-Bit-Clusterzahlen und eine anpassungsfähigere Implementierung des Stammverzeichnisses, dessen Größe nicht begrenzt ist. Der Grund für die Entwicklung von FAT32 war die Notwendigkeit, große Festplatten (größer als 8 Gigabyte) zu unterstützen, sowie die Unmöglichkeit, ein komplexeres Dateisystem in MS-DOS zu integrieren, das weiterhin die Grundlage für Windows 95/98/ME bildet.
Die maximale Größe des FAT32-Dateisystems beträgt 2 TB.
FAT32 bietet nicht die Berechtigungs- und Sicherheitsfunktionen, die beim NTFS-Dateisystem vorhanden sind.