Desde que se lanzó la versión del sistema operativo Windows 95B en 1996, el sistema de archivos FAT32 complementa a su predecesor, FAT16. No se trata, por lo tanto, de un reemplazo del sistema anterior, sino, más bien, de una ampliación. Los orígenes técnicos de FAT32 se remontan hasta el año 1977, cuando Microsoft desarrolló el estándar File Allocation Table o FAT, el sistema de archivos que, de hecho, sigue siendo hoy en día el más usado en la industria. Gracias a las diferentes versiones de FAT, es posible aplicar el estándar salvando los obstáculos que suponen las diferencias entre sistemas operativos.
FAT32 es el último escalón en la evolución de los estándares FAT convencionales y tiene como predecesores a FAT12 y a FAT16. Más tarde, sin embargo, se desarrolló una especie de derivado de FAT, que fue bautizado como exFAT. Al igual que NTFS, más antiguo, exFAT es un formato propietario de Microsoft: en otras palabras, no es un estándar de código abierto.
El llamado ancho de datos de FAT32 es de 32 bits y de ahí procede su nombre, que lo diferencia de su sistema predecesor, de 16 bits. En el actual sistema de archivos estándar de Microsoft, NTFS, el ancho de datos es de 64 bits. Estos valores, sin embargo, solo tienen relevancia dentro del sistema de archivos en sí y las diferencias entre los 32 y los 64 bits, en principio, no tienen nada que ver con los sistemas operativos ni con la arquitectura de los procesadores. El número de clústeres direccionables en el sistema de archivos FAT32 es de 268 435 456 y el tamaño máximo de un clústeres de exactamente 32 KB. Si el acceso a los archivos se produce mediante el proceso de Logical Block Addressing o LBA, los especialistas en informática suelen referirse al sistema como FAT32X en lugar de FAT32.
Las particiones con un tamaño menor a 512 MiB (mebibytes) siguieron creándose usando FAT16 después de la llegada de FAT32. Sin embargo, los soportes de datos tan pequeños ya prácticamente no se usan en la era de las grandes cantidades de datos multimedia.