En el nivel más bajo se encuentran los gestores de dispositivos que se comunican directamente con los dispositivos periféricos o sus controladores o canales. En operaciones con archivos, los dispositivos típicos controlados son discos y unidades de cinta. Los gestores de dispositivos son considerados generalmente como parte del sistema operativo.
El siguiente nivel es conocido con el nombre de sistema de archivos básico o nivel de E/S física, este sistema se encarga de ubicar los bloques de datos en el dispositivo de almacenamiento secundario y además del almacenamiento intermedio de los mismos en la memoria principal. El sistema de archivos básico se considera a menudo parte del sistema operativo.
El supervisor básico de E/S es el responsable de la iniciación y terminación de toda la E/S de archivos. En este nivel se mantienen unas estructuras de control que se encargan de la E/S con los dispositivos, la planificación y el estado de los archivos.
La E/S lógica es la parte del sistema de archivos que permite a usuarios y aplicaciones acceder a los registros. Así, mientras el sistema de archivos básico trabaja con bloques de datos, el módulo de E/S lógica lo hace con registros.
Finalmente, el nivel del sistema de archivo más cercano al usuario es, generalmente, el método de acceso. Los diferentes métodos de acceso reflejan las distintas estructuras de archivos y las formas diferentes de acceder y procesar los datos.