Il file system FAT32 è apparso in Windows 95 OSR2 ed è supportato anche in Windows 98/ME e Windows 2000/XP (funziona con tutte le versioni di Windows, Mac e Linux). FAT32 deriva dal sistema FAT16.
Oggi il file system FAT32 si trova soprattutto nelle chiavette USB e nelle unità esterne, per mantenere la compatibilità con le vecchie versioni di Windows o Linux.
Le principali differenze tra FAT32 e FAT16 sono i numeri dei cluster a 28 bit e un'implementazione più adattabile della directory radice, la cui dimensione non è limitata. Il motivo della creazione del sistema FAT32 era la necessità di supportare dischi rigidi di grandi dimensioni (superiori a 8 gigabyte) e l'impossibilità di integrare un file system più complesso in MS-DOS, che rimane la base per Windows 95/98/ME.
La dimensione massima del file system FAT32 è di 2 TB.
FAT32 non offre le stesse funzionalità di autorizzazione e sicurezza presenti nel file system NTFS.