Hierarkkinen tallennuksenhallinta (HSM) tarjoaa organisaatioille keinon järjestää tietojen tallennus ja haku erillisiksi kerroksiksi kustannusten hallintaa ja tallennustilan tehokkuutta varten. Tekniikkaa kutsutaan toisinaan myös porrastetuksi tallennukseksi. Se toimii välimuistin kaltaisena, mutta paljon laajemmassa mittakaavassa, jossa usein käytetyt tiedot tallennetaan nopeammille levyasemille ja arkistoidaan hitaammalle tietovälineelle alemmilla tasoilla. Koska tiettyjä tiedostoja käytetään useammin, ne sijaitsevat ensimmäisellä tasolla ja siirretään sitten alemmille tasoille, kun ne poistuvat käytöstä.
Hierarkisen tallennuksen hallinnan selkäranka on ohjelmisto. Tarvitaan erittäin yksityiskohtaista logiikkaa tietojen luetteloimiseksi ja usein käytettyjen tiedostojen tarkkailua varten, joiden pitäisi sijaita ylemmällä tasolla. Ohjelmisto on myös vastuussa kirjastotason pyyntöjen hallinnasta ja sen varmistamisesta, että pyynnöt tapahtuvat jonkin verran ajoissa.
Saatavilla on useita erilaisia ominaisuuksia erilaisille hierarkkisille tallennuksenhallintaohjelmistototeutuksille. Jotkin ohjelmistot voivat sallia varmuuskopiointitason, jossa kaikki tiedot, riippumatta siitä, onko niitä usein käytetty tai arkistoitu, lähetetään myös pitkäaikaiseen lisävälineeseen. Muita ominaisuuksia voivat olla integrointi HSM: ää käyttäviin tietokonejärjestelmiin. Täällä data vedetään verkon muista palvelimista tai työasemista ensisijaiseen HSM -järjestelmään ja järjestetään edelleen levytasolle tai tallennustasolle tai täydelliseen varmuuskopioon.
Hierarkkiset tallennuksenhallintatoteutukset voivat vaihdella myös käyttötapausten mukaan. Joissakin tilanteissa osa suuresta tiedostosta istuu nopealle levylle ja linkitetään muuhun tallennusvälineen tiedostoon. Kun käyttäjäpyyntö tulee, tiedoston ensimmäinen osa luetaan levyltä, ja loput haetaan tallennusvälineestä. Tätä tekniikkaa käytetään usein suurissa median suoratoistotehtävissä, kuten Internet -videossa.
Hierarkisessa tallennuksenhallinnassa on myös muutamia haittoja. Erityisesti aikaa kuluu harvemmin käytettyjen tietojen hakemiseen tallennuskerroksesta. Esimerkiksi monien pienten tiedostojen tapauksessa voi kestää jopa tunteja tai jopa päiviä, ennen kuin robotiikka kokoaa pyynnön, joka voidaan levittää useille levyautoille. Näissä tapauksissa järjestelmänvalvojat suosittelevat tyypillisesti käyttäjää käärimään suuret määrät pienempiä tiedostoja yhteen arkistomuotoon. Tallennustaso tarvitsee tällöin vain etsiä yksittäistä tiedostoa, joka on tyypillisesti tallennettu yhteen kirjastoon.