Mentre, ad esempio nel File Storage, file completi vengono conservati in un sistema di cartelle, nel Block Storage i dati vengono archiviati in blocchi, nel punto che il sistema ritiene più opportuno. Il sistema suddivide i file in blocchi uniformemente. I file perdono così il loro significato effettivo, non possono essere eseguiti né aperti. I blocchi sono delle unità di pari grandezza. Per poter ritrovare i singoli blocchi, a ciascuno di essi viene attribuito un indirizzo. Se il server riceve una richiesta, può quindi localizzare i dati, accorparli e inviarli.
In genere lo storage a blocchi viene realizzato in una Storage Area Network (SAN), un’architettura che lavora in modo che tutti i dispositivi di archiviazione siano disponibili a più server della rete. Il tutto viene gestito da un software che si occupa della localizzazione dei blocchi. Mentre inizialmente il Block Storage in SAN era strutturato in modo simile a una LAN, con switch e hub, oggi è possibile realizzare storage a blocchi anche in ambienti cloud. In tal caso si parla perlopiù di Block-level Storage, un metodo basato su un sistema correlato di dischi fissi di tipo tradizionale.
In una SAN la comunicazione avviene tramite Fibre Channel (FC) o Internet Small Computer System Interface (iSCSI). La FC è un’interfaccia che è stata sviluppata per trasmissioni a velocità molto elevate. iSCSI è invece un protocollo che sfrutta TCP ed Ethernet e può quindi essere integrato facilmente nelle reti esistenti.