ESXi kann SCSI-basierte Speichergeräte wie VMFS-Datenspeicher formatieren. VMFS-Datenspeicher dienen hauptsächlich als Ablagen für virtuelle Maschinen.
Sie können mehrere virtuelle Maschinen auf demselben VMFS-Datenspeicher speichern. Jede virtuelle Maschine ist in einem Satz Dateien gekapselt und belegt ein eigenes Verzeichnis. Für das Betriebssystem innerhalb der virtuellen Maschine behält VMFS die interne Dateisystemsemantik bei. Dadurch wird das ordnungsgemäße Verhalten von Anwendungen und die Datensicherheit für Anwendungen gewährleistet, die in virtuelle Maschinen ausgeführt werden.
Wenn mehrere virtuelle Maschinen ausgeführt werden, stellt VMFS spezifische Sperrmechanismen für die Dateien virtueller Maschinen zur Verfügung. Infolgedessen können die virtuellen Maschinen sicher in einer SAN-Umgebung betrieben werden, in der mehrere ESXi-Hosts denselben VMFS-Datenspeicher nutzen.
Neben den virtuellen Maschinen können in VMFS-Datenspeichern auch andere Dateien, beispielsweise Vorlagen für virtuelle Maschinen und ISO-Images gespeichert werden.