关系数据库中的元数据是指描述数据库中存储的数据的结构、组织和属性的信息。它充当蓝图，定义了表、列、数据类型、约束、索引以及表之间的关系等元素。此元数据通常存储在系统表或目录中（例如，MySQL 中的 INFORMATION_SCHEMA 或 SQL Server 中的 sys.tables），并且可以通过 SQL 查询或数据库管理工具访问。例如，元数据可能指定 users 表具有类型为 INT 的 user_id 列，并具有主键约束，或者 orders 表通过外键引用 users。如果没有元数据，数据库引擎将不知道如何解释或强制执行数据的结构。
开发人员和数据库管理员依赖元数据来执行查询优化、数据验证和模式管理等任务。执行查询时，数据库优化器使用索引和统计信息等元数据来确定检索数据的最有效方法。例如，如果查询按 created_at 列过滤结果，则优化器会检查该列上是否存在索引以加快搜索速度。元数据还强制执行数据完整性：NOT NULL 或 UNIQUE 等约束存储为元数据，并防止插入无效数据。ORM（对象关系映射）框架等工具使用元数据将应用程序对象映射到数据库表，并根据模式定义自动生成 SQL。例如，开发人员可能会使用元数据来验证列是否存在，然后再在迁移脚本中更改表。
元数据对于文档、自动化和安全性也至关重要。模式生成器或 ER 图创建器等工具提取元数据以可视化表关系和依赖项。数据库迁移框架（例如，Flyway 或 Liquibase）使用元数据来跟踪已应用的模式更改并确保跨环境的一致性。此外，访问控制机制依赖元数据来强制执行权限——例如，限制用户查询特定表的能力。元数据甚至有助于调试：检查索引使用情况统计信息可以揭示性能瓶颈。通过集中结构细节，元数据可确保一致性、减少错误并简化维护，使其成为关系数据库系统的基础组成部分。