Fizycznie infrastruktura PACS składa się z 5 klas systemów komputerowych połączonych różnymi układami sieci: radiologiczne systemy obrazowe, komputery zbierające wyniki badań, kontrolery klastrów, serwery bazodanowe oraz przeglądowe stacje robocze.
Jednym z najtrudniejszych zadań jest niezawodne zbieranie aktualnych obrazów medycznych i powiązanych z nimi informacji m.in. o pacjentach, opisów zdjęć itp. z radiologicznego systemu informacji. W tym celu stworzone są specjalne komputery tzw. bramy izolujące komputery udostępniające obrazy radiologiczne od reszty systemu. Powodem jest częsty brak w komputerach specjalizujących się przetwarzaniem obrazów ustandaryzowanego oprogramowania do komunikacji i koordynacji z resztą systemu PACS. Wspomniane komputery – bramy zbierają od tamtych komputerów obrazy, konwertują je na format zgodny z PACS i przekazują dalej do kontrolerów klastrów.
Klaster jest grupą komputerów ze statystycznie podobnym rodzajem przechowywanych danych m.in. klastry dt pediatrii czy neuroradiologii mogą istnieć jako oddzielne logiczne jednostki w infrastrukturze PACS. Wewnątrz każdego klastra znajduje się inteligentna maszyna tzw.