U najširoj definiciji, sve baze podataka su iste po tome što pohranjuju podatke, a podacima se može manipulirati ili pozvati. U isto vrijeme, postoji definirajući aspekt svake baze podataka koji se naziva model baze podataka. Model baze podataka je struktura podataka, a model diktira kako podaci međusobno djeluju i kako se prikazuju. Postoji pet glavnih modela baze podataka, iako neki dizajneri baza podataka stvaraju hibride modela koji odgovaraju potrebama entiteta koji zahtijeva bazu podataka. Ovih pet modela su ravni model, hijerarhijski model, mrežni model, relacijski model i objektni model.
Model ravne baze podataka najjednostavniji je od svih baza podataka. Koristi se kada su sve vrijednosti baze podataka slične, a postoji samo mala količina informacija koju treba pohraniti. Ova shema prikazuje sve podatke u tablici ili proračunskoj tablici, pri čemu je svaki redak drugačiji zapis. Obično, kako bi baza podataka bila sigurna, svaki red će imati drugačiju lozinku.
Na početku razvoja baza podataka, hijerarhijski model baze podataka bio je jedan od najpopularnijih, a još uvijek se često koristi u 2011. Unutar ove baze podataka svaki zapis ima hijerarhiju, od širokih do specifičnih. Ova baza podataka je izgrađena s odnosom roditelj-dijete, što znači da će se široki zapis – ili roditelj – otvoriti kako bi otkrio specifične – dijete – zapise. Model mrežne baze podataka gotovo je isti kao i hijerarhijski model, osim što se nekoliko roditelja može povezati s istim djetetom, što ovom modelu omogućuje složenije interakcije.
Model objektne baze podataka bavi se pravljenjem tablica unutar tablica kako bi se spriječilo opterećenje baze podataka. Na primjer, u većini drugih modela baza podataka, svaki zapis morat će se zasebno kodirati u bazu podataka. U objektnom modelu može se napraviti glavna tablica i svaki zapis u toj tablici može sadržavati druge slične zapise. To omogućuje da se ti slični zapisi zasebno inkapsuliraju, čineći organizaciju jednostavnom za održavanje.
Od svog osnutka 1970-ih, model relacijske baze podataka bio je najpopularniji model, zbog svoje sposobnosti grupiranja podataka na načine koji su laki za razumijevanje i pozivanje. Kao što naziv implicira, ovaj se model prvenstveno bavi odnosom između skupova podataka i pronalazi zajedničke točke između zapisa kako bi administratorima olakšao pozivanje sličnih podataka. Ove baze podataka također koriste nekoliko različitih tablica odjednom, a svaki zapis može imati ključ koji ga razdvaja i omogućuje složenije odnose.