关系型数据库和文件系统都是存储数据的方法，但它们服务于不同的目的，并且以不同的方式运行。关系型数据库（RDBMS）将数据组织成具有预定义模式的结构化表，使用行和列来表示记录及其属性。表之间的关系通过键建立，从而实现复杂的查询和数据完整性。相比之下，文件系统将非结构化或半结构化数据管理为文件和目录，通常存储在分层结构中。虽然文件系统内置于操作系统中（例如，NTFS、ext4），但关系型数据库（如 MySQL 或 PostgreSQL）是专门的软件系统，旨在实现高效的数据管理。
主要的区别在于它们处理数据组织和访问的方式。关系型数据库强制执行严格的模式，确保一致性和验证（例如，要求 “user_id” 列为整数）。它们支持 SQL 进行查询，允许跨表连接和聚合（例如，查找来自特定区域的客户的订单）。文件系统缺乏这种结构：存储在文件夹中的文本文件或图像没有固有的模式，因此更难以强制执行规则或查询元数据（例如，按创建日期过滤文件需要手动解析）。数据库还提供事务保证（ACID 属性），确保像银行转账这样的操作要么完全成功，要么回滚。文件系统虽然能够进行基本锁定，但不原生支持事务，如果写入操作中途失败，则存在数据损坏的风险。
用例进一步区分了两者。关系型数据库擅长需要复杂关系的应用，例如电子商务平台（例如，链接用户、订单和产品）。它们可以纵向扩展并支持并发性（例如，处理同时进行的用户登录）。文件系统更适合存储大型的非结构化数据，如文档、视频或日志，分层组织就足够了。例如，照片分享应用程序可能会使用文件系统来存储图像，但依赖数据库来跟踪用户元数据。虽然数据库提供鲁棒性，但它们需要更多的设置和维护（例如，模式迁移）。文件系统更简单，但缺乏高级查询和一致性功能，使其不适合事务性或关系型数据需求。