Sistem file FAT16 banyak digunakan dalam sistem operasi yang kompatibel dengan DOS (DR-DOS, MS-DOS, PC-DOS, dll.), Windows 95/98/ME, Windows NT/2000/XP, dan didukung oleh sebagian besar sistem operasi lainnya.
Sistem FAT16 mencakup tabel alokasi file (file allocation table – FAT) dan cluster. Demi keamanan yang lebih tinggi, terdapat beberapa salinan FAT (biasanya 2).
Cluster adalah unit penyimpanan data minimum dalam sistem file FAT16. Satu cluster berisi jumlah sektor tetap, yang selalu sama dengan pangkat dua. Jumlah cluster maksimum adalah 65525 dan ukurannya 4-32 kB, sehingga unit terkecil yang benar-benar dapat dialamatkan adalah 8 sektor. Alamat cluster berukuran 16 bit. Semakin besar disk, semakin besar cluster, karena dalam sistem file ini jumlah alamat dibatasi hingga 216. Ukuran maksimum sistem file FAT16 adalah 4 GB. Sebagian besar sistem operasi menangani cluster 128 sektor secara tidak benar, sehingga FAT16 mampu mengalamatkan maksimum 2 GB.
FAT menyimpan informasi tentang cluster mana yang bebas, dialokasikan, atau rusak, serta file apa yang disimpan dan di cluster mana.