Dalam definisi yang paling luas, semua database adalah sama dalam hal mereka menyimpan data, dan data dapat dimanipulasi atau dipanggil. Pada saat yang sama, ada aspek yang menentukan dari setiap database yang disebut model database. Model database adalah struktur data, dan model menentukan bagaimana data berinteraksi, dan bagaimana data tersebut ditampilkan. Ada lima model basis data utama, meskipun beberapa perancang basis data membuat model hibrida untuk memenuhi kebutuhan entitas yang membutuhkan basis data. Kelima model tersebut adalah model datar, model hierarki, model jaringan, model relasional, dan model objek.
Model database datar adalah yang paling sederhana dari semua database. Ini digunakan ketika semua nilai database serupa, dan hanya ada sedikit informasi yang perlu disimpan. Skema ini menunjukkan semua data dalam tabel atau spreadsheet, dengan setiap baris menjadi catatan yang berbeda. Biasanya, untuk menjaga keamanan database, setiap baris akan memiliki kata sandi yang berbeda.
Pada awal pengembangan database, model database hierarkis adalah salah satu yang paling populer, dan masih umum digunakan pada tahun 2011. Dalam database ini, setiap record memiliki hierarki, dari record yang luas hingga record yang spesifik. Basis data ini dibangun dengan hubungan induk-anak, yang berarti rekaman luas — atau orangtua — akan terbuka untuk mengungkapkan rekaman — anak — tertentu. Model basis data jaringan hampir sama dengan model hierarkis, kecuali beberapa orang tua dapat terhubung ke anak yang sama, memungkinkan model ini untuk membuat interaksi yang lebih kompleks.
Model database objek berkaitan dengan pembuatan tabel di dalam tabel untuk mencegah overhead database. Misalnya, di sebagian besar model basis data lainnya, setiap catatan perlu dikodekan ke dalam basis data secara terpisah. Dalam model objek, tabel utama dapat dibuat dan setiap record dalam tabel tersebut dapat berisi record lain yang serupa. Ini memungkinkan catatan serupa untuk dienkapsulasi secara terpisah, membuat organisasi mudah dipelihara.
Sejak dimulai pada tahun 1970-an, model database relasional telah menjadi model yang paling populer, karena kemampuannya untuk mengelompokkan data dengan cara yang mudah dipahami dan mudah dipanggil. Sesuai dengan namanya, model ini terutama berhubungan dengan hubungan antara kumpulan data dan menemukan kesamaan antara catatan untuk memudahkan administrator memanggil data yang serupa. Database ini juga menggunakan beberapa tabel berbeda sekaligus, dan setiap record dapat memiliki kunci yang memisahkannya dan memungkinkan hubungan yang lebih kompleks.