多维数据库（Multi Dimensional Database,MDD）可以简单地理解为：将数据存放在一个n维数组中，而不是像关系数据库那样以记录的形式存放。因此它存在大量稀疏矩阵，人们可以通过多维视图来观察数据。多维数据库增加了一个时间维，与关系数据库相比，它的优势在于可以提高数据处理速度，加快反应时间，提高查询效率。 目前有两种MDD 的OLAP产品：基于多维数据库的MOLAP和基于关系数据库的ROLAP。ROLAP建立了一种新的体系，即星型结构。 MDD并没有公认的多维模型，也没有像关系模型那样标准地取得数据的方法(如SQL、API等)。基于MDD的OLAP产品，依据决策支持的内容使用范围也有很大的不同。 在低端，用户使用基于单用户或小型LAN的工具来观察多维数据。这些工具的功能性和实用性可能相当不错，但由于受到规模的限制，它们不具备OLAP的所有特性。这些工具使用超立方结构，将模型限制在n维形态。当模型足够大且稀疏数据没有控制好时，这种模型将会不堪一击。这些工具使用数据库的大小是以MB来计量的，而不是以GB计量的，因此只能进行只读操作，且具备有限的复杂计算。 在高端，OLAP工具用4GL提供了完善的开发环境、统计分析、时间序列分析、财政报告、用户接口、多层体系结构、图表等许多其他功能。尽管不同的OLAP工具都使用了它们自己的多维数据库，但它们在不同程度上也利用了关系数据库作为存储媒体。因为关系数据库和OLAP工具同时在高端服务器上处理，所以速度和效率仍然很快。 纯多维数据库引擎也被开发出来。尽管这些工具缺乏4GL及充分的开发环境，但却有比高端MDD工具所使用的数据库更为复杂的数据库。这些工具也具有统计分析、财务分析和时间序列分析等功能，并有自己的API，允许其对前端的开发环境开放。 MDD能提供优良的查询性能。存储在MDD中的信息比在关系数据库中的信息具有更详细的索引，可以常驻内存。MDD的信息是以数组形式存放的，所以它可以在不影响索引的情况下更新数据。因此MDD非常适合于读写应用。
