În cea mai largă definiție, toate bazele de date sunt aceleași prin faptul că stochează date, iar datele pot fi manipulate sau apelate. În același timp, există un aspect definitoriu al fiecărei baze de date numit modelul bazei de date. Modelul bazei de date este structura datelor, iar modelul dictează modul în care datele interacționează și cum sunt afișate. Există cinci modele principale de baze de date, deși unii designeri de baze de date creează hibrizi ai modelelor pentru a se potrivi nevoilor entității care necesită baza de date. Aceste cinci modele sunt modelul plat, modelul ierarhic, modelul de rețea, modelul relațional și modelul obiect.
Modelul bazei de date plat este cel mai simplu dintre toate bazele de date. Este utilizat atunci când toate valorile bazei de date sunt similare și există doar o cantitate mică de informații care trebuie stocată. Această schemă arată toate datele dintr-un tabel sau foaie de calcul, fiecare rând fiind o înregistrare diferită. În mod obișnuit, pentru a menține baza de date în siguranță, fiecare rând va avea o parolă diferită.
La începutul dezvoltării bazelor de date, modelul de baze de date ierarhice a fost unul dintre cele mai populare și este încă folosit în mod obișnuit în 2011. În cadrul acestei baze de date, fiecare înregistrare are o ierarhie, de la înregistrări ample la unele specifice. Această bază de date este construită cu o relație părinte-copil, ceea ce înseamnă că o înregistrare largă – sau un părinte – se va deschide pentru a dezvălui înregistrări specifice – copil. Modelul bazei de date în rețea este aproape același cu modelul ierarhic, cu excepția faptului că mai mulți părinți se pot conecta la același copil, permițând acestui model să facă interacțiuni mai complexe.
Modelul bazei de date cu obiecte se ocupă de realizarea de tabele în cadrul tabelelor pentru a preveni supraîncărcarea bazei de date. De exemplu, în majoritatea celorlalte modele de baze de date, fiecare înregistrare va trebui să fie codificată separat în baza de date. În modelul obiect, se poate realiza un tabel principal și fiecare înregistrare din acel tabel poate conține alte înregistrări similare. Acest lucru permite ca acele înregistrări similare să fie încapsulate separat, făcând organizarea simplă de întreținut.
De la începuturile sale în anii 1970, modelul bazei de date relaționale a fost cel mai popular model, datorită capacității sale de a grupa datele în moduri ușor de înțeles și ușor de apelat. După cum sugerează și numele, acest model se ocupă în primul rând de relația dintre seturile de date și găsește puncte comune între înregistrări pentru a facilita administratorilor apelarea la date similare. Aceste baze de date folosesc, de asemenea, mai multe tabele diferite simultan și fiecare înregistrare poate avea o cheie care o separă și permite relații care sunt mai complexe.