ในคำจำกัดความที่กว้างที่สุดฐานข้อมูลทั้งหมดจะเหมือนกันกับที่เก็บข้อมูลและสามารถจัดการหรือเรียกใช้ข้อมูลได้ ในเวลาเดียวกันมีการกำหนดลักษณะของแต่ละฐานข้อมูลที่เรียกว่าแบบจำลองฐานข้อมูล โมเดลฐานข้อมูลเป็นโครงสร้างของข้อมูลและตัวแบบกำหนดวิธีการโต้ตอบของข้อมูลและวิธีการแสดงข้อมูล มีโมเดลฐานข้อมูลหลักห้าแบบแม้ว่าผู้ออกแบบฐานข้อมูลบางรายจะสร้างไฮบริดของโมเดลเพื่อให้เหมาะกับความต้องการของเอนทิตีที่ต้องการฐานข้อมูล โมเดลทั้งห้านี้เป็นโมเดลแบบแบนโมเดลลำดับชั้นโมเดลเครือข่ายโมเดลเชิงสัมพันธ์และโมเดลวัตถุ
โมเดลฐานข้อมูลแบบเรียบง่ายที่สุดของฐานข้อมูลทั้งหมด มันถูกใช้เมื่อค่าฐานข้อมูลทั้งหมดมีความคล้ายคลึงกันและมีข้อมูลจำนวนเล็กน้อยที่ต้องเก็บไว้เท่านั้น สคีมานี้แสดงข้อมูลทั้งหมดในตารางหรือสเปรดชีตโดยแต่ละแถวจะเป็นระเบียนที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปเพื่อรักษาฐานข้อมูลให้ปลอดภัยแต่ละแถวจะมีรหัสผ่านที่แตกต่างกัน
ในช่วงต้นของการพัฒนาฐานข้อมูลโมเดลฐานข้อมูลแบบลำดับชั้นเป็นหนึ่งในความนิยมมากที่สุดและยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในปี 2011 ภายในฐานข้อมูลนี้ทุกเร็กคอร์ดมีลำดับชั้น ฐานข้อมูลนี้สร้างด้วยความสัมพันธ์พ่อแม่และลูกหมายถึงเรกคอร์ดแบบกว้าง - หรือพาเรนต์ - จะเปิดขึ้นเพื่อเปิดเผยข้อมูลเฉพาะ - ลูก - โมเดลฐานข้อมูลเครือข่ายเกือบเหมือนกันกับโมเดลลำดับชั้นยกเว้นผู้ปกครองหลายคนสามารถเชื่อมต่อกับชายด์เดียวกันทำให้โมเดลนี้มีปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนมากขึ้น
โมเดลฐานข้อมูลวัตถุเกี่ยวข้องกับการสร้างตารางภายในตารางเพื่อป้องกันโอเวอร์เฮดฐานข้อมูล ตัวอย่างเช่นในโมเดลฐานข้อมูลอื่นส่วนใหญ่ทุกเร็กคอร์ดจะต้องถูกเข้ารหัสลงในฐานข้อมูลแยกต่างหาก ในโมเดลวัตถุสามารถสร้างตารางหลักและแต่ละระเบียนในตารางนั้นสามารถมีระเบียนอื่นที่คล้ายคลึงกันได้ สิ่งนี้ช่วยให้เร็กคอร์ดที่คล้ายกันเหล่านั้นถูกห่อหุ้มแยกทำให้การดูแลรักษาง่าย
นับตั้งแต่ก่อตั้งขึ้นในปี 1970 โมเดลฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์เป็นโมเดลที่ได้รับความนิยมมากที่สุดเนื่องจากความสามารถในการจัดกลุ่มข้อมูลในรูปแบบที่เข้าใจง่ายและโทรออกได้ง่าย ตามที่มีความหมายชื่อรุ่นนี้จะเกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ระหว่างชุดข้อมูลและค้นหา commonalities ระหว่างระเบียนเป็นหลักเพื่อให้ผู้ดูแลระบบสามารถเรียกข้อมูลที่คล้ายกันได้ง่าย ฐานข้อมูลเหล่านี้ยังใช้ตารางที่แตกต่างกันหลายรายการพร้อมกันและแต่ละระเบียนสามารถมีคีย์ที่แยกมันออกมาและอนุญาตให้มีความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนมากขึ้น
