База геоданных является объектно-реляционной

ArcGIS строится по многоуровневой архитектуре приложения за счет реализации расширенной логики и поведения на уровне приложения, который находится над уровнем хранения данных (управление осуществляется в рамках разных система управления базами данных [СУБД], файлов или файлов расширяемого языка разметки [XML]).. Эта логика приложения базы геоданных включает в себя поддержку набора основных объектов в ГИС и их поведения, например, классов объектов, наборов растровых данных, топологий, сетей и многих других.

Эта многоуровневая архитектура базы геоданных иногда называется объектно-реляционной моделью.

Функции управления географическими наборами данных разделены между программным обеспечением ArcGIS и общей СУБД. Некоторые аспекты управления географическими наборами данных, такие как хранение на диске, определение типов атрибутов, обработка ассоциативных запросов и обработка многопользовательских транзакций, передаются СУБД. У ГИС остается задача определения конкретной схемы СУБД, используемой для представления различных географических наборов данных и предметно-ориентированной логики, которая поддерживает целостность и осуществляет использование лежащих в основе записей.

В сущности СУБД используется как один из механизмов реализации для существующих географических наборов данных. Однако, СУБД не определяет всю семантику географических данных. Такую модель можно назвать многоуровневой архитектурой (приложение и хранение), в которой аспекты, связанные с хранением и извлечением данных реализуются на уровне хранения данных (СУБД) в виде простых таблиц, тогда как на более высоком уровне цельность данных и функции обработки информации остаются за приложением и предметным программным обеспечением.

База геоданных реализуются с помощью такой многоуровневой архитектуры приложения, которая используется в современных СУБД-приложениях. Объекты базы геоданных существуют в виде строк в таблицах СУБД, которые имеют идентификацию и поведение, поддерживаемые логикой приложения для базы геоданных.

Приложения ArcGIS взаимодействуют с этой общей объектной моделью ГИС для баз геоданных, а не с самим экземпляром СУБД, базирующимся на структурированном языке запросов SQL. Компоненты программного обеспечения базы геоданных реализуют правила взаимодействия и цельности, предусматриваемые общей моделью, и осуществляют запросы данных к соответствующей физической модели базы данных. Технология приложений ArcSDE предоставляет шлюз для взаимодействия ArcGIS с СУБД.

Разделение логики базы геоданных и хранения обеспечивает открытую поддержку разнообразных типов файлов, СУБД и XML. Например, высокоэффективное средство доступа почти ко всем объектам и форматам табличных данных предоставляется для ArcGIS дополнительным модулем Взаимодействие данных (Data Interoperability). Этот дополнительный модуль обеспечивает шлюз для чтения и работы с десятками форматов данных с помощью логики баз данных.