Механизм больших объектов разбивает большие объекты на «фрагменты» и сохраняет эти фрагменты в строках таблицы. При произвольном доступе на запись и чтение быстрый поиск нужного фрагмента обеспечивается индексом-B-деревом в этой таблице.

Фрагменты больших объектов не должны быть последовательными. Например, если приложение откроет новый большой объект, переместится к смещению 1000000 байт и запишет несколько байт, это не приведёт к выделению лишнего 1000000 байт в хранилище; записаны будут только фрагменты, покрывающие диапазон собственно записанных байт. Операция чтения, однако, прочитает нули для всех неразмещённых в хранилище байт, предшествующих последнему записанному фрагменту. Это соответствует принятому поведению «разреженных» файлов в файловых системах Unix.

Начиная с PostgreSQL 9.0, для больших объектов назначается владелец и набор прав доступа, которыми можно управлять командами GRANT и REVOKE. Для чтения большого объекта требуются права SELECT, а для записи или усечения его — права UPDATE. Удалять большой объект, задавать комментарий для него, либо сменять его владельца разрешается только его владельцу (или суперпользователю базы данных). Для совместимости с предыдущими версиями можно скорректировать это поведение, изменив параметр времени выполнения lo_compat_privileges.