تُخزّن قاعدة البيانات المعلومات المهيكلة بطريقة منظمة. تُرتّب البيانات بحيث يُمكن الاستعلام عنها وتحديثها وإدارتها بكفاءة. تُنظّم قاعدة البيانات العلائقية البيانات في جداول تتكون من صفوف وأعمدة. تُخزّن قاعدة بيانات المستندات مستندات بصيغة JSON. تُخزّن قاعدة بيانات الرسوم البيانية العُقد والحواف. يُناسب كل نموذج أنواعًا مختلفة من البيانات وأنماط استعلام مُختلفة. يتولى نظام إدارة قواعد البيانات مهام التخزين والفهرسة والتزامن والاسترداد. يتفاعل المستخدمون من خلال الاستعلامات، عادةً بلغة SQL أو واجهة برمجة التطبيقات (API).

يُحدد اختيار قاعدة البيانات إمكانيات التطبيق. تفرض قواعد البيانات العلائقية مخططات صارمة وتدعم عمليات الربط المعقدة، وهي الخيار الافتراضي للأنظمة المعاملاتية. أما قواعد بيانات NoSQL فتُخفف قيود المخططات لتوفير المرونة وقابلية التوسع، وهي شائعة في إدارة المحتوى، والتحليلات الآنية، والتطبيقات ذات نماذج البيانات سريعة التغير. تتفوق قواعد بيانات الرسوم البيانية في استعلامات العلاقات، مثل الشبكات الاجتماعية وأنظمة التوصيات. بينما تُحسّن قواعد بيانات السلاسل الزمنية أداءها للبيانات المُؤرَّخة من أجهزة الاستشعار وأنظمة المراقبة. لا توجد قاعدة بيانات مثالية للجميع، بل توجد فقط الأداة المناسبة لحجم العمل. يكمن الخطأ في اختيار قاعدة بيانات لمجرد شيوعها أو شيوع استخدامها بدلاً من اختيارها بناءً على ملاءمتها للمشكلة. فقاعدة البيانات العلائقية التي تُجبر على التعامل مع استعلامات الرسوم البيانية يكون أداؤها ضعيفاً، وقاعدة بيانات المستندات التي تُجبر على فرض معاملات معقدة تكون هشة. لذا، يجب مطابقة قاعدة البيانات مع البيانات.

نماذج قواعد البيانات

• العلاقاتية - جداول تتكون من صفوف وأعمدة
• مستند — مستندات شبيهة بصيغة JSON
• المفتاح والقيمة - أزواج بسيطة من المفاتيح والقيم
• الرسم البياني - العقد والعلاقات
• السلاسل الزمنية — نقاط البيانات ذات الطابع الزمني
• عمودي - مُحسَّن للاستعلامات التحليلية

قاعدة البيانات أداة. القاعدة الصحيحة تُسهّل العمل، أما القاعدة الخاطئة فتزيد الأمور تعقيداً.