• Mô hình phân cấp (Hierarchical model)
Mô hình phân cấp hay mô hình CSDL dạng cây được tổ chức theo cấu trúc từ trên xuống dưới giống như cây lộn ngược. Mỗi nút tương ứng với một kiểu dữ liệu, có thể có một hoặc nhiều trường, mô tả thực thể và một nhánh cây tạo nên một liên kết giữa kiểu dữ liệu này với kiểu dữ liệu khác. Mỗi nút đều có một nút cha và nhiều nút con, trừ nút gốc là không có cha.
• Mô hình mạng
Mô hình mạng được biểu diễn như một đồ thị có hướng. Mỗi nút có thể nối với một nút bất kỳ để biểu diễn một liên kết 1-n thông qua con trỏ liên kết. Sự khác nhau chính giữa hệ thống mạng và hệ thống phân cấp là mô hình mạng không ràng buộc về số và hướng của các liên kết thiết lặp giữa các nút.
• Mô hình quan hệ
Cơ sở dữ liệu quan hệ được xây dựng theo lý thuyết do E.F.Codd giới thiệu năm 1970. Thuật ngữ “quan hệ” là do bảng dữ liệu hai chiều được Codd gọi là bảng quan hệ. Mô hình quan hệ khác hẳn với các mô hình trước nó và từ năm 1980 đã trở thành mô hình được dùng rộng rãi để phát triển hệ quản trị CSDL.
Theo mô hình quan hệ, dữ liệu được thể hiện trong bảng hai chiều, gồm các dòng và cột. Các bảng gọi là các “quan hệ”, các dòng gọi là các “bộ” và cột là “thuộc tính”. Theo cách nhìn của các mô hình trƣớc thì mỗi dòng là một bản ghi, các thuộc tính cho biết ý nghĩa của các giá trị trong bản ghi.
Mô hình phân cấp và mô hình mạng được xếp vào thế hệ đầu của CSDL. Thế hệ thứ hai của các hệ quản trị CSDL có mô hình quan hệ. Các mô hình này được xem là mô hình cổ điển. Mô hình mới nhất được xếp vào thế hệ thứ ba của CSDL là mô hình hướng đối tượng. Công nghệ CSDL hướng đối tượng dùng lược đồ gồm tập các “lớp”. Mỗi lớp được mô tả gồm tập các “thuộc tính” và “phương thức”. Mỗi đối tượng thuộc lớp đều mang đầy đủ các thuộc tính và phương thức của lớp đó.
Thế hệ thứ ba của hệ quản trị nhằm đáp ứng các yêu cầu về: Các ứng dụng mới của công nghệ thông tin.
Khai thác trong môi trường phức tạp như phân tán, không đồng nhất,… Xử lý các dữ liệu hướng đối tượng và thực hiện suy diễn trên các dữ liệu.