En DICOM-fil inneholder pikseldata og metadata om bildet, som for eksempel hvem bildet tilhører og hvilket utstyr som har produsert bildet. Pasientinformasjon blir på denne måten knyttet opp mot bildedata. Filformatet er basert på et dataformat som også brukes ved DICOM-kommunikasjon. I den grad en filendelse benyttes for DICOM-filer, er .dcm vanligst.