Tipo de sistema de archivos FAT. Sucesor del FAT16. Su objetivo fue superar el límite de tamaño de una partición que tenía el FAT16 y mantener la compatibilidad con MS-DOS.

Esta vez Microsoft decidió utilizar direcciones de clúster de 32 bits (aunque realmente sólo 28 de esos bits se utilizan). Esto permitiría utilizar 268.435.538 clústeres, pudiendo usar un máximo de 2 terabytes de almacenamiento, pero debido a limitaciones en la herramienta Scandisk de Microsoft, se limitó a una partición en 4.177.920 clústeres, o sea, 124 GB. Más tarde, Windows 2000 y XP limitaron la FAT32 a los 32 GB por, según aclararon, decisiones de diseño.
También el tamaño máximo de un archivo en FAT32 es de 4 gigabytes.