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Una delle principali differenze che un utente proveniente da altri sistemi nota in Linux è certamente il file system. Linux eredita la struttura del file system da Unix, e da Unix riprende l'idea fondamentale secondo la quale ogni oggetto del sistema può essere gestito come un file. Questo significa, ad esempio, che un disco trova la sua rappresentazione all'interno del file system Linux al pari di altri file di configurazione o documenti prodotti dall'utente. All'interno di un sistema Linux, così, i file contenuti ad esempio in un floppy-disk si potrebbero trovare all'interno della directory /mnt/floppy (e non in in A: come in Windows).
Il file system di un sistema Linux ha una struttura ad albero: tutti i suoi oggetti - file o directory - sono figli di n-esimo livello della directory principale detta root ed indicata con il simbolo "/". La directory root contiente non solo tutte le altre directory, ma tutti i file system appartenenti al sistema (partizioni di disco, hard disk diversi, floppy, cdrom, condivisioni di rete, etc).
Più nel dettaglio questa la struttura di un tipico file system Linux, ovvero l'elenco delle directory contenute all'interno della directory root:
| bin | contiene i comandi ed i programmi fondamentali per il controllo del sistema operativo da parte degli utenti; |
| boot | contiene le immagini del kernel ed i file indispensabili al bootstrap del sistema; |
| dev | contiene file speciali attraverso i quali accedere ai singoli dispositivi hardware; |
| etc | contiene i file di configurazione del sistema e dei programmi installati; |
| home | contiene i file e le configurazioni degli utenti del sistema (ad eccezione dell'utente root amministratore di sistema); |
| lib e lib64 | contiene librerie di sistema, driver delle periferiche, moduli del kernel; |
| media e mnt | directory d'appoggio normalmenteamente utilizzate per montaggio di dispositivi esterni; |
| opt | directory d'appoggio per installazione di software secondario; |
| proc | contiene il Process File System, uno pseudo-file-system usato per accedere alle informazioni relative ai processi in esecuzione generate dal kernel run-time; |
| root | equivalente alla home, ma riservata all'amministratore di sistema, (l'utente root); |
| sbin | equivalente a bin ma con eseguibili riservati all’amministratore di sistema (l’utente root)t; |
| sys | equivale a proc, ma contiene il Sys-File-System che rende disponibili informazioni da parte del kernel sui device e relativi driver in esecuzione; |
| tmp | directory temporanea utilizzata dal sistema e dagli utenti, il suo contenuto viene in genere ripulito all’avvio del sistema; |
| usr | /usr/bin e /usr/sbin equivalgono alle directory bin e sbin |
| var | contiene tutti file con informazioni dinamiche: log, file di pid e lock dei processi in esecuzione, directory di spool (stampa, mail...) etc. |
Un altro aspetto rilevante dei file system Linux è la gestione dei permessi che rispecchia la natura di sistema operativo multiutente Unix e che, ancora una volta, identifica i sitemi Linux come sicuri. I permessi possono essere di lettura, scrittura, esecuzione e vengono differenziati sulla base della natura dell'utente rispetto ai file o directory. In altri termini, rispetto ad un certo file, sarà possibile assegnare diritti differenti ad utenti differenti, a seconda che questi siano proprietari del file, appartenenti al gruppo proprietario del file o altro.
Parlando, infine, di file system, non si può trascurare di ricordare che Linux supporta diversi tipi di formati oltre a quelli già utilizzati nell'universo Windows. Fra questi, i più utilizzati sono al momento ext3 e la sua evoluzione ext4. In particolare ext4, potendo vantare ottime performance nelle operazioni di accesso ai dati, è considerato lo standard di riferimento per le moderne distribuzioni.