As informações coletadas na etapa de análise de requisitos são usadas para desenvolver uma descrição de alto nível dos dados a serem armazenados, juntamente com as restrições conhecidas para serem aplicadas sobre estes dados. Esta etapa, denominada Projeto Conceitual do Banco de Dados, normalmente é conduzida escolhendo-se um SGBD para implementação do projeto de banco de dados.

A quarta etapa no projeto de banco de dados consiste em analisar a coleção de relações em nosso esquema de banco de dados relacional, para identificar problemas em potencial e refiná-los. O refinamento do esquema pode ser conduzido por uma teoria elegante e poderosa, denominada modelo Entidade-Relacionamento (ER).

Na etapa de projeto físico de banco de dados, consideram-se as cargas típicas esperadas que o banco de dados deve suportar e refina-se ainda mais o projeto de banco de dados para assegurar que satisfaça os critérios de desempenho desejados. Pode envolver a criação de índices em algumas tabelas e agrupamento de tabelas, ou pode envolver um reprojeto substancial de partes do esquema de banco de dados obtido das etapas anteriores.

O esquema físico de um banco de dados pode ser modificado de modo relativamente fácil após uma aplicação ter sido construída, assim como o esquema lógico, não impactando em atualizações disseminadas pelo código da aplicação.