Dizajn baze podataka uključuje identificiranje postojećih odnosa između zasebnih dijelova podataka i mapiranje tih odnosa na organiziran način koji ima smisla. Postoji nekoliko vrsta dizajna baze podataka: konceptualni dizajn baze podataka, logički dizajn baze podataka i fizički dizajn baze podataka. Logički i fizički dizajn baze podataka su možda najjednostavniji. Konceptualni dizajn baze podataka je malo dvosmisleniji jer tijekom ove faze nema izravnog rada na modelu baze podataka. Proces je samo vježba u identifikaciji relevantnih podataka.
Dvije glavne stvari koje se identificiraju u konceptualnom dizajnu baze podataka su entiteti i odnosi – entiteti su stvarni objekti u materijalnom svijetu, a odnosi su mreža veza koja povezuje jedan entitet s drugim na neodređeno vrijeme. Ovdje se pojavljuje središnji pojam ove vrste dizajna: model entitet-odnos. Ovo ne sadrži cjelokupnu organizaciju i strukturu koja će biti svojstvena logičkom dizajnu baze podataka; to je, međutim, preteča tome.
Kardinalnosti odnosa bitan su dio modela entitet-odnos koji se koristi u konceptualnom dizajnu baze podataka. Kardinalnosti izražavaju koliko redovito entitet doživljava određeni odnos s drugim entitetom. U stvarnom modelu one su označene točkama na kojima se entitet na dijagramu grana kako bi se povezao s jednim ili više entiteta. Različiti “atributi” kao što su imena, kvalitete i količine povezane s entitetima i odnosima također su prikazani u modelu.
Završna razmatranja u razvoju modela entitet-odnos za konceptualni dizajn baze podataka uključuju dodjeljivanje svakog promatranog atributa određenoj domeni i dvostruku provjeru kako bi se osiguralo da sve u modelu ima smisla. Provjera svega podrazumijeva pronalaženje i filtriranje svih ponovljenih podataka, osiguravajući da su svi atributi povezani s ispravnim entitetima i odnosima, te potvrđujući da su sve asocijacije u dijagramu logične. Ako veze nisu logične u kontekstu stvarnog svijeta, moraju biti logične barem na apstraktnoj razini.
Logički dizajn baze podataka prati konceptualnu fazu. Proces daje red i koherentnost tim odnosima koji su prethodno mapirani i organizira ih na takav način da se zapravo mogu koristiti za fizički dizajn baze podataka. Završetak zadataka u dizajnu fizičke baze podataka rezultira funkcionalnom i dobro strukturiranom bazom podataka u svjetlu posla obavljenog u konceptualnom dizajnu baze podataka i logičkom dizajnu baze podataka.