Cơ sở dữ liệu thời gian thực là cơ sở dữ liệu với ràng buộc thời gian. Với ràng buộc thời gian, một cơ sở dữ liệu toàn vẹn chưa hẳn là cơ sở dữ liệu hợp lệ vì nó không nhất quán với các đối tượng trong thế giới thực. Một giá trị dữ liệu chỉ hợp lệ trong một khoảng thời gian nhất định nào đó. Người ta gọi sự hợp lệ này là hợp lệ thời gian (temporal validity). Một cơ sở dữ liệu truyền thống không thể làm việc dưới điều kiện này vì tính không nhất quán giữa các đối tượng trong thế giới thực với dữ liệu biểu diễn chúng trong cơ sở dữ liệu. Hệ thống cần có khả năng thực hiện các truy vấn nhạy cảm thời gian, chỉ trả về kết quả là những bản ghi hợp lệ thời gian. Thông thường các thiết bị cảm ứng được sử dụng để theo dõi trạng thái của hệ thống vật lý và cập nhật những thay đổi của hệ thống vật lý vào cơ sở dữ liệu. Một điều kiện luôn cần đảm bảo là cơ sở dữ liệu phản ánh đúng hệ thống vật lý trong khi hệ thống vật lý luôn thay đổi. Khi thiết kế hệ thống cơ sở dữ liệu thời gian thực, chúng ta cần quan tâm làm thế nào để biểu diễn hợp lệ thời gian, những thuộc tính nào biểu diễn tính thời gian thực của hệ thống và biểu diễn giá trị của các thuộc tính như thế nào để tính nhất quán không bị mất đi khi thực hiện các giao tác.
Khi thiết kế hệ thống cơ sở dữ liệu thời gian thực, chúng ta còn phải quan tâm hệ thống sẽ làm gì khi thời hạn (thời hạn) đã hết. Ví dụ, một hệ thống điều khiển không lưu liên tục theo dõi hàng trăm máy bay và đưa ra những quyết định về đường hạ cánh của từng chuyến bay tới cũng như thứ tự chúng hạ cánh dựa vào các dữ liệu hợp lệ thời gian như lượng xăng dầu, độ cao và tốc độ máy bay. Nếu một trong các thông tin này được thu nhận chậm trễ, kết quả có thể thật thảm khốc. Để phân biệt các dữ liệu đã quá hạn, người ta thường sử dụng nhãn thời gian để cung cấp các tham chiếu thời gian trong các giao tác cơ sở dữ liệu.