Desain basis data melibatkan pengidentifikasian hubungan yang ada antara bagian data yang terpisah dan memetakan hubungan tersebut dengan cara yang terorganisir dan masuk akal. Ada beberapa jenis desain database: desain database konseptual, desain database logis, dan desain database fisik. Desain database logis dan fisik mungkin yang paling mudah. Desain database konseptual sedikit lebih ambigu karena selama fase ini tidak ada pekerjaan langsung pada model database. Proses ini semata-mata merupakan latihan dalam mengidentifikasi data yang relevan.
Dua hal utama yang diidentifikasi dalam desain database konseptual adalah entitas dan hubungan — entitas menjadi objek aktual di dunia material, dan hubungan menjadi jaringan koneksi yang menghubungkan satu entitas ke entitas lain tanpa batas. Di sini muncul gagasan sentral dari jenis desain ini: model hubungan entitas. Ini tidak menampilkan keseluruhan organisasi dan struktur yang akan melekat dalam desain database logis; itu, bagaimanapun, adalah pendahulu untuk itu.
Kardinalitas hubungan adalah bagian penting dari model hubungan entitas yang digunakan dalam desain basis data konseptual. Kardinalitas mengungkapkan seberapa teratur suatu entitas mengalami hubungan tertentu dengan entitas lain. Dalam model sebenarnya, ini dilambangkan dengan titik-titik di mana entitas pada diagram bercabang untuk terhubung dengan entitas tunggal atau ganda. Berbagai “atribut” seperti nama, kualitas dan kuantitas yang terkait dengan entitas dan hubungan juga digambarkan dalam model.
Pertimbangan terakhir dalam pengembangan model hubungan entitas untuk desain basis data konseptual termasuk menetapkan setiap atribut yang diamati ke domain tertentu dan pemeriksaan ganda untuk memastikan bahwa segala sesuatu dalam model masuk akal. Memeriksa semuanya memerlukan pencarian dan penyaringan semua data berulang, memastikan bahwa semua atribut terkait dengan entitas dan hubungan yang benar, dan memastikan bahwa semua asosiasi dalam diagram adalah logis. Jika koneksi tidak logis dalam konteks dunia nyata, mereka harus logis setidaknya pada tingkat abstrak.
Desain database logis menindaklanjuti fase konseptual. Proses tersebut memberikan keteraturan dan koherensi pada hubungan-hubungan yang sebelumnya dipetakan dan mengaturnya sedemikian rupa sehingga mereka benar-benar dapat digunakan untuk desain basis data fisik. Penyelesaian tugas dalam desain database fisik menghasilkan database yang fungsional dan terstruktur dengan baik mengingat pekerjaan yang dilakukan dalam desain database konseptual dan desain database logis.