由于計算機不能直接處理現實世界中的具體事物，是以必須将現實世界中的具體事物轉換成計算機能夠處理的對象。在資料庫中采用資料模型這個工具來抽象、表示和處理現實世界中的資料和資訊。通俗地講，資料模型就是對現實世界具體事物的模拟。
為了在計算機中描述現實世界的具體事物，需要通過兩個階段的兩種模型來實作，如圖1-2所示。首先用概念資訊來描述具體事物，即概念資料模型；然後再将抽象的概念資訊按照特定的結構轉換并儲存到資料庫系統中，即組織資料模型。
通常，從資料結構、資料操作和資料限制條件3個方面來描述一個資料模型。
概念模型即用簡單、清晰、使用者易于了解的概念來描述現實世界中具體事物及事物之間的關系。它是現實世界到資訊世界的抽象，是資料庫設計人員進行資料庫設計的工具，與具體的資料庫管理系統無關。
在應用中，通常采用實體–關系（entity-relationship，e-r）方法來表示概念模型。
為了表示現實世界中事物及事物之間的關系，e-r圖由下列3個要素組成。
實體（entity）：客觀存在的、可以區分的具體事物，例如學生、課程等。
屬性（attribute）：實體所具有的特性，即描述現實事物的本質特性，例如學生的學号、姓名、年齡等。
聯系（relationship）：實體内部及實體之間的關系，即現實世界中事物内部及事物之間的關系在概念模型中的表示。
實體之間的聯系有下列3種類型。
1:1：1對1聯系。例如，一個系隻有一個系主任，而一個系主任隻在某一個系任職。
1:n：1對多聯系。例如，一個學生隻能屬于某一個系，但一個系可以有多個學生。
n:n：多對多聯系。例如，一個學生可以選多門課程，而一門課程可以被多個學生選。
如圖1-3所示是一個反映學生、課程、班級資訊的簡單的e-r圖。
組織資料模型從資料組織方式的角度來描述資訊，它決定了資料在資料庫中的組織結構。根據資料庫中存儲資料的邏輯結構的不同，組織資料模型分成4種：層次模型、網狀模型、關系模型和面向對象模型。根據采用的組織資料模型的不同，資料庫系統相應分為層次資料庫系統、網狀資料庫系統、關系資料庫系統和面向對象資料庫系統4種。
在20世紀70年代至80年代初，層次資料庫和網狀資料庫占據主導地位。随着80年代初以oracle為代表的關系資料庫産品的發展和成熟，關系資料庫逐漸取代了層次資料庫和網狀資料庫，主導了目前的資料庫市場。今天，面向對象技術的發展也促進了面向對象資料庫的發展。