Les bases de données relationnelles sont devenues une norme pour les bases de données depuis leur création en 1970. Contrairement aux bases de données orientées graphe, elles travaillent sur la base de tables qui maintiennent des relations de n-uplets, nommés enregistrements, dans des lignes individuelles. Dans les colonnes, on peut représenter des propriétés avec différentes valeurs d'attribut. Outre sa structure et sa construction, son mode de travail diffère ainsi fondamentalement de la représentation par graphe. Quand les informations sont fortement connectées les unes aux autres, il faut interconnecter et calculer plusieurs tables si on veut pouvoir représenter et sauvegarder les relations. Cela peut souvent prendre beaucoup de temps et coûter cher pour de grandes quantités de données.
Alors que les bases de données fondées sur des tables utilisent uniquement le langage de requête SQL ("Structured Query Language"), les bases de données plus modernes NoSQL s'éloignent de plus en plus de ce langage de requête et de l’approche relationnelle associée. C’est une tendance qu’on trouve aussi avec les bases de données orientées graphe, en tant que membres de la famille NoSQL. Outre les bases de données orientées graphe, de nombreux autres modèles, tels que les bases de données clé-valeur, les bases de données orientées colonnes et les bases de données orientées document, appartiennent à cette famille. Celles-ci traitent et stockent surtout des enregistrements de données plus structurés et moins interconnectés.