Baza danych zoptymalizowana pod kątem przechowywania i wyszukiwania danych związanych z obiektami w przestrzeni, która obejmuje linie, punkty i wielokąty, nazywana jest bazą danych przestrzennych. Różne dziedziny nauki mają wiele zastosowań do zarządzania danymi geometrycznymi, geograficznymi i przestrzennymi. W tych bazach danych „przestrzeń” może być geograficzna jak mapa powierzchni Ziemi, geometryczna jak układ projektu integracji na bardzo dużą skalę (VLSI) lub przestrzenna jak trójwymiarowa reprezentacja łańcuchów cząsteczek białek. Baza danych przestrzennych jest podobna do standardowej bazy danych z dodatkowymi możliwościami obsługi danych przestrzennych. Na przykład typy danych przestrzennych (SDT) są oferowane w języku zapytań i modelu danych przestrzennej bazy danych.
Kiedy przestrzenna baza danych jest używana do mapowania geograficznego, jej SDT wskazują strukturę w przestrzeni, taką jak punkty, linie i regiony oraz relacje między strukturami, takie jak linie przecinające się ze sobą. Użytkownik może zobaczyć te elementy reprezentowane przez drogi, rurociągi lub lasy na mapie, ale w widoku programowania są one reprezentowane przez linie, wielokąty lub punkty. Tego typu bazy danych nazywane są obiektowymi bazami danych przestrzennych. Ponadto relacje topologiczne, takie jak nakładanie się lub rozłączanie linii, oraz relacje kierunkowe, takie jak kierunki kardynalne kompasu, są reprezentowane i programowane w geograficznej bazie danych przestrzennej. Relacje metryczne, które wskazują odległość obiektów, są również reprezentowane w tych bazach danych.
Przestrzenne bazy danych są wykorzystywane do danych biznesowych, rządowych, marketingowych i handlowych. Firma może mapować skupiska lokalizacji określonego typu klientów, aby zaplanować najlepsze miejsce do budowy innego budynku, lub polityk może przeprowadzić ankietę wśród głosujących, aby zaplanować trasę kampanii. Mogą być również wykorzystywane do planowania miast i regionów lub wykorzystywane przez jurysdykcje policyjne do analizy wzorców przestępczości. SDT mogą być prostymi informacjami, ale mogą również stać się bardzo złożone, jeśli to, co użytkownik musi wiedzieć, jest bardzo konkretne. Te złożone relacje obiektów w przestrzeni sprawiają, że przestrzenne bazy danych są korzystne, ponieważ mogą wykorzystywać i sortować ogromne ilości informacji.
Często z konkretnymi obiektami w określonej bazie danych przestrzennych powiązanych jest szereg zmiennych. W takim przypadku przestrzenna baza danych może używać strukturalnego języka zapytań (SQL) w celu zapewnienia specjalnych funkcji indeksowania do manipulowania danymi i wykonywania zapytań. Chociaż może być używany wyłącznie do przechowywania, baza danych może służyć do znacznie więcej, w tym do analizy danych. Obiekty w bazie danych mogą zawierać nieskończoną ilość zmiennych, a specjalne narzędzia bazy danych przestrzennych pozwalają na sortowanie różnych informacji.