Le système de fichiers FAT32 est venu compléter son prédécesseur FAT16 en 1996, c’est-à-dire au moment de l’introduction du système d’exploitation Windows 95B de Microsoft. Par conséquent, il n’a pas remplacé complètement la version précédente et intervenait plutôt comme une extension. Les bases techniques de FAT32 remontent jusqu’en 1977 lorsque Microsoft a développé la File Allocation Table (abrégé en : FAT), qui est aujourd’hui encore le standard industriel par défaut pour les systèmes de fichiers. En effet, les différents formats FAT peuvent être utilisés en dehors des limites des différents systèmes d’exploitation.
FAT32 est le dernier niveau du standard FAT traditionnel et fait suite à FAT12 et FAT16. exFAT est quant à lui un format dérivé à partir de FAT. À l’instar de NTFS, un système de fichiers moins récent, exFAT est un format propriétaire de Microsoft et n’est donc pas un standard open source.
Avec FAT32, la « largeur des données » est de 32 bits ce qui explique pourquoi les appellations successives intègrent des chiffres comme 32 et 16. Avec le système de fichiers standard de Microsoft NTFS, la largeur des données est toutefois de 64 bits. Cependant, ces valeurs sont une simple spécification interne au système de fichiers et n’ont rien à voir avec la distinction 32/64 bits opérée pour les systèmes d’exploitation ou dans l’architecture des processeurs. Le nombre de clusters adressables dans le système de fichiers FAT32 s’élève à 268 435 456 avec une taille maximale pour chaque cluster d’exactement 32 Ko. Si l’accès au fichier a lieu via la procédure Logical Block Addressing (abrégée en LBA), les experts informatiques parlent plutôt de FAT32X.
Même après l’introduction de FAT16, les partitions d’une taille inférieure à 512 MiB (mébioctets) étaient toujours générées en FAT16. À une époque où les grands volumes de données multimédias prédominent, les supports de données de petite taille de ce type n’ont pratiquement plus d’utilité.