关系型数据库通过结合使用约束（constraints）、事务（transactions）和设计原则（design principles）来确保数据完整性，从而强制存储数据的准确性和一致性。其核心在于，这些系统在模式（schema）层面定义规则，以防止插入、更新或删除无效或冲突的数据。通过将数据结构化为具有预定义关系的表，关系型数据库创建了一个框架，从本质上限制了错误并维护了可靠的数据交互。
一个关键机制是使用 约束，它们充当数据操作的护栏。例如，主键 通过确保表中的任意两行不共享同一标识符来强制实现唯一性，从而防止重复条目。外键 通过链接跨表的数据来维护引用完整性——例如确保“订单”记录引用有效的“客户”ID。唯一约束 防止特定列中出现重复值（例如用户电子邮件），而 检查约束 根据规则验证数据（例如确保“年龄”列是正数）。默认值 和 非空约束 通过要求填充特定字段来进一步减少不一致性。这些规则在数据库层面强制执行，与应用层面的检查相比，更难绕过。
事务（Transactions）通过将操作分组为原子单元提供了另一层保护。例如，在银行账户之间转移资金需要从一个账户扣款并向另一个账户存入。如果任何一步失败，整个事务将回滚，避免部分更新。这与 ACID 属性（原子性 Atomicity、一致性 Consistency、隔离性 Isolation、持久性 Durability）一致，即使在错误或系统崩溃期间也能保证可靠的处理。此外，索引（indexes）提高了数据检索速度，但也通过减少并发操作期间出现竞态条件（race conditions）的风险来间接支持完整性。总而言之，这些特性确保关系型数据库即使在应用扩展或处理复杂操作时也能保持数据的准确性和可靠性。