Ett 16-bitars filsystem använder 16 bitar för att representera information som storlek och plats för filer på en disk. Detta tillåter en maximal filstorlek på 2^16 byte, eller 65 536 byte. 16-bitars filsystem var vanliga i de första dagarna av personlig datoranvändning, men har till stor del ersatts av 32-bitars och 64-bitars filsystem som erbjuder större filstorleksgränser och andra fördelar.
FAT16 är ett exempel på ett 16-bitars filsystem. FAT16 introducerades med MS-DOS, föregångaren till Microsoft Windows, och användes senare i tidiga versioner av Windows. Det stöds brett och kan fortfarande användas på vissa enheter som disketter och USB-enheter. Moderna operativsystem som Windows, Linux och macOS använder dock vanligtvis mer avancerade 32-bitars eller 64-bitars filsystem som NTFS, EXT4 och APFS som ger bättre prestanda, fler funktioner och stora filstorleksbegränsningar.