Codd presentó el modelo relacional en 1970, atrayendo inmediatamente la atención dada su simplicidad y su fundamento matemático. El modelo utiliza el concepto de relación matemática (que es similar a una tabla) como estructura de datos, y tiene su base en la teoría de conjuntos y la lógica de predicados de primer orden. Como todo modelo de datos, incluye una estructura de datos, una serie de restricciones denominadas reglas de integridad y una serie de operadores que permiten manipular los datos almacenados en la estructura de datos para hacer consultas y actualizaciones.
El álgebra relacional consta de una serie de operadores que permiten al usuario especificar accesos a datos. El resultado de realizar una operación del álgebra es una nueva relación, que se habrá formado a partir de una o varias relaciones. Las operaciones del álgebra relacional se suelen dividir en dos grupos. Un grupo incluye las operaciones de conjuntos de la teoría matemática de conjuntos, mientras que el otro grupo consta de operaciones que se han desarrollado exclusivamente para las bases de datos relacionales. El cálculo relacional es un formalismo equivalente al álgebra relacional. Mientras que el álgebra relacional es un lenguaje procedural, el cálculo relacional es un lenguaje no procedural que utiliza predicados.