Cloud-Datenbanken trennen meist zwei Dinge, die in klassischen Systemen oft verbunden sind: die Rechenleistung (Compute) und den Speicher (Storage). Diese Trennung erlaubt es, beides unabhängig voneinander zu skalieren. Sie können also mehr Speicher hinzufügen, ohne die Rechenleistung zu erhöhen – oder umgekehrt.
Die Daten selbst liegen oft auf verteilten Speichersystemen. Diese Systeme replizieren die Daten automatisch, das heißt, sie kopieren sie auf mehrere Festplatten oder sogar in mehrere Rechenzentren. Fällt ein Speicher aus, übernimmt eine Kopie. Viele Anbieter verteilen die Daten zusätzlich über mehrere Regionen, damit auch bei einem regionalen Ausfall der Betrieb weiterläuft.
Der Zugriff auf eine Cloud-Datenbank funktioniert technisch fast wie bei einer lokalen Datenbank. Ihre Anwendungen verbinden sich über Treiber wie JDBC (Java Database Connectivity) oder ODBC (Open Database Connectivity), über REST-Schnittstellen (Representational State Transfer) oder über spezielle Konnektoren. JDBC und ODBC sind Standardschnittstellen, über die Programme mit Datenbanken kommunizieren. REST-Schnittstellen erlauben den Zugriff über Web-Protokolle.