FITS designades på 1970-talet för att tillgodose behoven hos astronomer och forskare med behov av att lagra bilder och datatabeller. Den stora innovationen bakom FITS är dess förmåga att lagra metadata, information om data, i varje fil. Dessa metadata tillåter en FITS-fil att vara helt självbeskrivande. Varje pixel i en bild kan, till exempel, ha data som associeras med den angående position på himlavalvet, spektralband och exponeringstid.
Grunden i FITS är dess breda användning av ‘header-data units’ (HDUs). Varje FITS-fil börjar med en primär HDU, som inkluderar grundläggande metadata om filen och kan inkludera en datamatris representerad som en endimensionell (1D), tvådimensionell (2D) eller tredimensionell (3D) bild. Efter den primära HDUn kan extra ‘extensions’ HDUs läggas till. Dessa kan innehålla ytterligare bilder, tabeller och metadata.
FITS har blivit industristandard inom astronomin tack vare dess förmåga att lagra komplexa data på ett kompakt och läsbart sätt. Dessutom stöds FITS av de flesta mjukvaror för astronomiska bildbehandling, vilket gör att astronomer kan dela, sammanföra och analysera data med enkelhet och noggrannhet.