Sự khác biệt chính giữa hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu hoặc DBMS và hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ, RDBMS, là các ứng dụng DBMS lưu trữ dữ liệu dưới dạng tệp, trong khi các ứng dụng RDBMS lưu trữ dữ liệu trong bảng. DBMS là dễ bị dư thừa dữ liệu. Trong RDBMS, mỗi bảng có một mã định danh duy nhất được biết đến như một "khóa chính"; điều này làm giảm các trường hợp dư thừa dữ liệu.
Dữ liệu có thể được lưu trữ trong DBMS ở dạng điều hướng hoặc phân cấp. Mỗi đơn vị dữ liệu đơn lẻ thường có một nút cha và một hoặc nhiều nút con. Truy cập dữ liệu chậm hơn đối với lượng dữ liệu lớn và phức tạp. Cả dữ liệu và mối quan hệ giữa các giá trị dữ liệu trong RDBMS đều được lưu trữ dưới dạng bảng. Điều này giúp truy cập dữ liệu được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu quan hệ dễ dàng và nhanh chóng hơn. Dữ liệu được lưu trữ trong hệ thống cũng độc lập về mặt vật lý và logic.
Cơ sở dữ liệu quan hệ hỗ trợ tính toàn vẹn dữ liệu, khả năng truy vấn nâng cao, bảo mật trên cơ sở dữ liệu và tính độc lập về cấu trúc trong khi DBMS thì không. Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ là một phiên bản nâng cao của DBMS.
Hầu hết các ứng dụng cơ sở dữ liệu đều tuân theo RDBMS và DBMS. Điều này có nghĩa là họ có thể duy trì cơ sở dữ liệu ở cả dạng bảng hoặc dạng quan hệ và dạng tệp. Mô hình RDBMS lý tưởng hơn để lưu trữ lượng lớn dữ liệu.
