En la definición más amplia, todas las bases de datos son iguales en el sentido de que almacenan datos y los datos pueden manipularse o consultarse. Al mismo tiempo, existe un aspecto definitorio de cada base de datos llamado modelo de base de datos. El modelo de base de datos es la estructura de los datos y el modelo dicta cómo interactúan los datos y cómo se muestran. Hay cinco modelos de base de datos principales, aunque algunos diseñadores de bases de datos crean híbridos de los modelos para satisfacer las necesidades de la entidad que requiere la base de datos. Estos cinco modelos son el modelo plano, el modelo jerárquico, el modelo de red, el modelo relacional y el modelo de objetos.
El modelo de base de datos plana es el más simple de todas las bases de datos. Se utiliza cuando todos los valores de la base de datos son similares y solo hay una pequeña cantidad de información que debe almacenarse. Este esquema muestra todos los datos en una tabla u hoja de cálculo, y cada fila es un registro diferente. Por lo general, para mantener la base de datos segura, cada fila tendrá una contraseña diferente.
Al principio del desarrollo de las bases de datos, el modelo de base de datos jerárquica fue uno de los más populares y todavía se usa comúnmente en 2011. Dentro de esta base de datos, cada registro tiene una jerarquía, desde registros amplios hasta específicos. Esta base de datos se construye con una relación padre-hijo, lo que significa que un registro amplio, o un padre, se abrirá para revelar registros específicos (hijos). El modelo de base de datos de red es casi el mismo que el modelo jerárquico, excepto que varios padres pueden conectarse al mismo niño, lo que permite que este modelo realice interacciones más complejas.
El modelo de base de datos de objetos se ocupa de crear tablas dentro de tablas para evitar la sobrecarga de la base de datos. Por ejemplo, en la mayoría de los otros modelos de base de datos, cada registro deberá codificarse en la base de datos por separado. En el modelo de objetos, se puede crear una tabla principal y cada registro de esa tabla puede contener otros registros similares. Esto permite que esos registros similares se encapsulen por separado, lo que simplifica el mantenimiento de la organización.
Desde su inicio en la década de 1970, el modelo de base de datos relacional ha sido el modelo más popular, debido a su capacidad para agrupar datos de formas que son fáciles de entender y de llamar. Como su nombre lo indica, este modelo se ocupa principalmente de la relación entre conjuntos de datos y encuentra puntos en común entre registros para facilitar a los administradores la llamada de datos similares. Estas bases de datos también usan varias tablas diferentes a la vez, y cada registro puede tener una clave que lo separa y permite relaciones más complejas.