Una característica fundamental de los sistemas de bases de datos es el hecho de que proporcionan cierto nivel de abstracción de datos, ocultando a los usuarios los detalles sobre cómo se almacenan los datos. Los modelos de datos proporcionan los medios necesarios para alcanzar tal nivel de abstracción. Un modelo de datos es un conjunto de conceptos que se pueden utilizar para describir la estructura de una base de datos. La estructura de la base de datos que se define mediante el modelo incluye los tipos de los datos, las relaciones entre ellos y las restricciones que deben cumplir. Muchos modelos de datos también poseen un conjunto de operaciones básicas para especificar los accesos a la base de datos.
Otras tres características importantes de los sistemas de bases de datos son: la independencia entre datos y programas, el soportar múltiples vistas de usuario y el disponer de un diccionario de datos en el que almacenar el esquema o estructura de la base de datos. Estas características se pueden conseguir si el sistema de gestión de bases de datos tiene la arquitectura de tres niveles ANSI-SPARC.
Los sistemas de gestión de bases de datos también deben proporcionar lenguajes e interfaces para cada categoría de usuarios (administrador de la base de datos, diseñadores de la base de datos, programadores de aplicaciones y usuarios finales). Ya que los sistemas de gestión de bases de datos son aplicaciones bastante complejas, están constituidos por distintos módulos que realizan funciones diferentes.