ข้อมูลในฐานข้อมูลส่วนใหญ่ มักจะมีรายละเอียดของข้อมูลมากมายมหาศาล ซึ่งการจัดเก็บ และเลือกใช้ให้มีประสิทธิภาพนั้น จะต้องอาศัยเทคนิคต่างๆ เข้ามาช่วย และรายละเอียดบางอย่าง ที่ยุ่งยากซับซ้อนมาก ก็ควรจะถูกซ่อนไว้จากผู้ใช้ ทั้งนี้เพื่อให้ง่ายต่อการใช้งาน รูปแบบที่จัดเก็บ รายละเอียดของข้อมูลนี้ แบ่งได้เป็น ๓ ระดับ ด้วยกัน ได้แก่

๑. แบบจำลองข้อมูลระดับสูง (Conceptual Data Mode)

            วิธีการในการจัดเก็บข้อมูลสำหรับ ผู้ใช้งานทั่วไป

๒. แบบจำลองข้อมูลระดับพัฒนา (Implementation Data Model)

            วิธีการในการจัดเก็บข้อมูล ซึ่งผู้ใช้สามารถเข้าใจได้ และสามารถเห็นรายละเอียดของการจัดเก็บข้อมูลบางส่วนได้ด้วย

๓. แบบจำลองข้อมูลระดับโครงสร้าง หรือ ระดับล่าง (Physical Data Model หรือ Low-Level Data Model)

            วิธีการที่ใช้ในการอธิบายรายละเอียด ในการจัดเก็บข้อมูลไว้ในคอมพิวเตอร์ ซึ่งก็คือ โครงสร้างของข้อมูลทั้งหมด ในฐานข้อมูล นั่นเอง ระบบจัดการฐานข้อมูลในยุคต้นๆ นั้นจะมีลักษณะใกล้เคียงกับระบบแฟ้มข้อมูล นั่นคือ ผู้ใช้จะเห็นข้อมูล ในลักษณะที่เก็บไว้ในระบบคอมพิวเตอร์ โดยใช้แบบจำลองข้อมูลระดับล่าง หรือระดับพัฒนา ระบบเหล่านี้จะบรรยายโครงสร้างของข้อมูลในฐานข้อมูล ระบบที่มีชื่อเสียงในยุค แรกคือ แบบจำลองข้อมูลเชิงลำดับชั้น (Hierarchical Data Model) หรือแบบจำลองข้อมูล โครงสร้างต้นไม้ (Tree-based Data Model) และ แบบจำลองข้อมูลเชิงเครือข่าย (Network Data Model) หรือแบบจำลองข้อมูลโครงสร้างกราฟ (Graph-based Data Model) ซึ่งรูปแบบจำลองข้อมูล ทั้งสองนี้ถูกพัฒนาขึ้นมาในช่วงปี พ.ศ. ๒๕๐๓ - พ.ศ. ๒๕๑๒ รูปแบบข้อมูลทั้งสองนี้จัดเป็นรูปแบบ ข้อมูลระดับพัฒนา (Implementation Data Model) ปัจจุบันนี้ไม่ได้รับความนิยมแล้ว สืบเนื่องมาจาก การที่รูปแบบเหล่านี้ไม่สนับสนุนการดึงข้อมูล ด้วยภาษาขั้นสูง (High-level Query Language) อย่างไรก็ตาม จะมีการแนะนำแบบจำลองข้อมูล ทั้งสองนี้ต่อไป เพื่อเป็นพื้นฐานความเข้าใจใน เรื่องของระบบฐานข้อมูล

            ในปี พ.ศ. ๒๕๑๓ นายเท็ด คอดด์ ได้เขียนบทความวิชาการ เสนอแบบจำลองข้อมูลแบบใหม่ ที่ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลง ในสาขาวิชาระบบฐานข้อมูลเป็นอย่างมาก นายคอดด์ได้เสนอให้จัดโครงสร้างของข้อมูลในรูปตาราง ซึ่งเรียกว่า ตารางความสัมพันธ์ (Relation) และเรียกระบบฐานข้อมูลนี้ว่า ฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ (Relational Database) จุดแตกต่างของแบบจำลองนี้กับแบบจำลองเดิมๆ คือ รายละเอียดของการจัดเก็บข้อมูล จะถูกซ่อนไว้จากผู้ใช้ การเรียกใช้ข้อมูล จะผ่านภาษาสอบถาม (Query Language) ซึ่งเป็นภาษาขั้นสูง ใช้ง่าย และมีประสิทธิภาพสูง ภาษาที่ได้รับความนิยมสูงสุดในกลุ่มผู้ใช้ในปัจจุบัน คือ ภาษาเอสคิวแอล (SQL : Structured Query Language) ซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้พื้นฐานของแบบจำลองเชิงสัมพันธ์ และจะได้กล่าวถึงรายละเอียดของแบบจำลองนี้ พร้อมทั้งภาษาเอสคิวแอลต่อไป

            เมื่อวันเวลาผ่านไป ความต้องการของระบบฐานข้อมูล ที่เริ่มจากแบบรวมศูนย์ ก็มีแนวโน้มเปลี่ยนแปลงไป เป็นแบบกระจาย เรียกว่า ฐานข้อมูลแบบกระจาย (Distributed Database) โดยข้อมูล และซอฟต์แวร์จัดการฐานข้อมูล มักจะกระจายอยู่ตามจุดต่างๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานให้มีมากยิ่งขึ้น และรวดเร็วขึ้น ซึ่งจะได้กล่าวถึงหลักการต่อไป นอกจากนี้ เรื่องของ ความปลอดภัยและความมั่นคงของฐานข้อมูล ก็เป็นอีกหัวข้อหนึ่ง ที่จะกล่าวถึง เพราะข้อมูลที่จัดเก็บไว้ มีระดับความปลอดภัยแตกต่างกันมาก ข้อมูลบางชุดสามารถเปิดเผยต่อสาธารณชนได้ แต่ข้อมูลบางชุด ก็เป็นความลับของแต่ละองค์กร ซึ่งจะอนุญาตให้กลุ่มผู้ใช้บางกลุ่มเข้าใช้เท่านั้น