Los elementos básicos del modelo relacional son las relaciones, cuya representación gráfica se realiza en forma de tabla. En las relaciones se pueden distinguir varios tipos de elementos:

• Nombre: Nombre de la tabla.
• Atributos: Representan las columnas de la tabla y define los datos que va a contener cada elemento.
• Tuplas o filas: Elementos (datos) que contiene la tabla.

Dentro de una relación podemos distinguir además dos nociones:

• Grado: número de atributos (columnas) que posee la relación.
• Cardinalidad: número de tuplas (filas) de la relación.

En estas tablas se prohibe que exista más de un valor en cada celda.

Una relación se compone de un nombre, unos atributos (con sus correspondientes dominios) y un conjunto de tuplas, y se define de la siguiente manera:

Los dominios son opcionales, pues los atributos pueden tomar valores en un conjunto acotado definido previamente, o bien y en principio, ser infinitas las posibilidades de un valor determinado.

Dentro de las relaciones existen principalmente dos tipos: relaciones base y vistas. Las relaciones base son relaciones con existencia propia, las vistas son relaciones que provienen de otras relaciones base (por ejemplo, el resultado de una búsqueda).

• Ningún atributo puede tomar más de un valor para cada tupla: Es lo mismo que decir que en cada una de las celdas de una tabla que represente una relación no puede haber más de un valor.
• No importa el orden ni de las tuplas ni de los atributos
• Todas las tuplas de una relación deben ser distintas: Si no, se duplicaría información. Al menos debe haber un atributo que identifique inequívocamente esa tupla: Clave primaria o PRIMARY KEY en lenguaje SQL.
• Regla de integridad de la entidad: Ningún atributo que forme parte de la clave primaria puede tomar un valor nulo.

• Valores de uno o varios atributos que no pueden repetirse
• Atributos que deben tener siempre valores para todas las tuplas de la relación: En SQL se define como NOT NULL.
• Integridad referencial: Forma en la que los datos de dos o más tablas se deben relacionar para no atentar contra la integridad de la base de datos (que no haya información repetida). Esto se hace a través de la Clave Ajena o FOREIGN KEY en SQL. Esta relación entre tablas se representa del siguiente modo:
• Operación restringida: El borrado (DR) o la modificación (UR) de las filas de la relación que contiene la clave ajena no se permite mientras existan tuplas en la relación a la que se referencia. En SQL es conocida como NO ACTION o RESTRICT.
• Operación en cascada: Cuando se elimina (DC) o modifica (UC) una tupla de la relación que es referenciada, los cambios se transmiten en cascada a las tuplas de la relación que contiene la clave ajena cuyos valores se han modificado. Conocida en SQL como CASCADE.

Se han expuesto las restricciones básicas que deben tener en cuenta los usuarios en el diseño de bases de datos relacionales, pero existen más (SET NULL, SET DEFAULT, etc).