스트림(Stream)이라는 용어는 흐름을 의미한다. 마치 개울가의 물들이 흘러가듯이 바이트들이 순서대로 입출력되는 논리적인 장치를 스트림이라고 한다. 파일에도 바이트들이 저장되어 있으며 읽을 때나 쓸 때 순서대로 바이트들이 입출력되므로 스트림이라고 할 수 있다. 키보드, 화면, 프린터 등의 물리적인 장비들도 바이트들이 순서대로 흘러 다니므로 일종의 스트림이다.
대부분의 운영체제는 키보드와 화면(Console), 프린터 등을 스트림이라는 동질적인 장치로 다루며 파일과 같은 방법으로 입출력한다. 파일과 키보드, 화면 등의 장치는 서로 제어하는 방법이 다르지만 스트림이라는 논리적으로 동등한 장치로 표현되기 때문에 동일한 방법으로 입출력할 수 있다. 가령 파일에 쓰듯이 콘솔에 쓰면 화면에 문자열이 출력되며 같은 방법으로 프린터로 출력하면 문서가 인쇄된다.
화면, 프린터, 직렬 포트 등을 파일과 동등한 장치로 취급하면 일관된 방법으로 스트림간의 데이터를 복사할 수 있으며 사용자는 한 명령을 여러 장치에 똑같이 적용할 수 있다. 도스에서 copy con a.txt 명령은 콘솔로부터 입력된 문자열을 a.txt라는 파일로 복사하라는 명령으로 사용되며 copy a.txt prn은 a.txt를 프린터로 복사함으로써 문서를 인쇄한다.
스트림은 내부에 입출력 버퍼를 가지고 있으며 이 버퍼는 스트림에 의해 자동으로 관리되므로 프로그래머는 버퍼를 준비하거나 관리할 필요가 없다. 어떤 스트림으로부터 얼마만큼의 데이터를 읽거나 쓰고 싶다는 최소한의 의사 표현만 하면 필요한 동작은 스트림이 내부적으로 알아서 수행한다. 그래서 스트림을 통한 입출력 방법은 사용하기 쉬우며 그래서 고수준이라고 하는 것이다.
스트림의 현재 상태는 FILE 구조체에 기억된다. 이 구조체는 stdio.h에 다음과 같이 정의되어 있으며 구조체의 멤버들은 운영체제에 따라 조금씩 달라지기도 한다.
struct _iobuf {
char *_ptr;
int _cnt;
char *_base;
int _flag;
int _file;
int _charbuf;
int _bufsiz;
char *_tmpfname;
};
typedef struct _iobuf FILE;
이 구조체에는 스트림이 내부적으로 사용하는 버퍼, 버퍼의 크기와 현재 위치, 액세스하고 있는 파일의 이름 등이 저장된다. 파일 입출력 함수들은 모두 이 구조체의 내용을 참조하여 동작하도록 되어 있으며 사용자는 이 구조체의 멤버를 직접 다룰 필요가 없다. 파일 입출력을 하기 전에 이 구조체의 포인터를 하나 선언하고 입출력 함수에게 포인터만 넘겨주면 된다.