Shema baze podataka način je opisivanja strukture i odnosa informacija koje će se koristiti i čuvati unutar baze podataka. Neke su sheme napisane na jeziku koji se može tumačiti softverom za upravljanje bazom podataka (DBMS), dok su druge u potpunosti apstraktni dijagrami. Primarni elementi sheme baze podataka su entiteti i tablice. Entitet je podatkovni model za objekt u bazi podataka, dok je tablica pohranjeni niz vrijednosti ili drugih entiteta. Kao nacrt, dobro osmišljena shema može se koristiti da se vidi kako je točno izgrađena arhitektura baze podataka.
Sheme baze podataka ponekad su potrebne da eksplicitno pokažu kako se datum pohranjuje i kako se odnosi na ostatak baze podataka. Entitet je prikaz zbirke podataka. Kao i svaka struktura podataka, može imati više polja. Ipak, entiteti obično imaju jedinstveno identifikacijsko polje. To se zove primarni ključ.
Primarni ključ je veza na tablicu. Ključ mora biti jedinstven među svim ostalim elementima u tablici. Primjer bi bio broj kupca za bazu podataka koja prati kupnje u trgovini. Svaki entitet može imati samo jedan primarni ključ.
Entiteti također mogu imati bilo koji broj stranih ključeva. Strani ključ je najčešće primarni ključ drugog entiteta u drugoj tablici. U gornjem primjeru, strani ključ mogao bi biti broj narudžbe za tog kupca.
U relacijskim bazama podataka primarni i strani ključevi se koriste za izražavanje vrlo važnog koncepta odnosa jedan-prema-više. U navedenom primjeru kupac može imati mnogo različitih narudžbi i brojeva narudžbi. Obrnuto nije točno, jer narudžba može imati samo jednog kupca. Odnosi jedan prema više dio su razloga zašto je shema baze podataka neophodna.
Druga vrsta odnosa naziva se mnogo-prema-više. Ovo je slučaj u kojem entitet ne može imati samo mnogo relacija s jednim tipom, već također može biti uključen u mnoge tipove drugim tipom. Primjer za to je kako bilo koji broj kupaca može naručiti isti proizvod. Istovremeno, kupac može naručiti bilo koji broj proizvoda. Ovaj odnos više prema mnogo je uobičajen, ali zahtijeva posebno modeliranje podataka za rad unutar sheme baze podataka.
Iako postoje neke standardne konvencije koje se slijede pri izradi sheme baze podataka, postoji i mnogo načina za predstavljanje modela podataka. Kako će točno svaki objekt sheme biti predstavljen u apstraktnom dizajnu ovisi o diskreciji modelara podataka. U nekim situacijama, DBMS sustav će moći prihvatiti shemu baze podataka koja je napisana na specifičan način i zapravo automatski implementirati dio dizajna.