Tilfeldig tilgang enheter lar brukeren få tilgang til alle dataplasseringer direkte uten å måtte lese eller skrive gjennom alle dataene foran den. Dette er i motsetning til seriell enheter, som krever at brukeren leser eller skriver gjennom alle dataene foran ønsket dataplassering for å få tilgang til dem.

Diskstasjoner er enheter med tilfeldig tilgang fordi lese-/skrivehodet kan flyttes direkte til ønsket dataplassering på disken. Båndstasjoner er serielle enheter fordi båndhodet må lese eller skrive gjennom alle dataene på båndet før det kan nå ønsket dataplassering.

Forskjellen mellom tilfeldig tilgang og serielle enheter er viktig når man vurderer ytelsen til en lagringsenhet. Tilfeldig tilgangsenheter er generelt raskere enn serielle enheter fordi de ikke trenger å lese eller skrive gjennom alle dataene foran ønsket dataplassering. Dette gjør enheter med tilfeldig tilgang mer egnet for applikasjoner som krever rask tilgang til data, for eksempel databaser og operativsystemer. Serielle enheter er mer egnet for applikasjoner som ikke krever rask tilgang til data, for eksempel sikkerhetskopiering av data og arkivering.