Mais recentemente, alguns SGBDs experimentais se baseiam no modelo XML (eXtended Markup Language), que é um modelo de dados estruturado em árvore (hierárquico). Estes têm sido chamados de SGBDs XML nativos. Vários SGBDs relacionais comerciais acrescentaram interfaces e armazenamento XML a seus produtos.

O modelo XML surgiu como um padrão para troca de dados pela Web, e foi usado como base para implementar vários protótipos de sistemas com XML nativa. A XML utiliza estruturas de árvore hierárquicas e combina conceitos de banco de dados com conceitos dos modelos de representação de documentos.

Os dados são representados como elementos; com o uso de tags, os dados podem ser aninhados para criar estruturas hierárquicas complexas. Esse modelo é conceitualmente semelhante ao modelo de objeto, mas usa uma terminologia diferente. Funcionalidades XML têm sido acrescentadas a muitos produtos de SGBD comercial.

Muitos SGBDs tradicionais possuem funcionalidades de importação e exportação de dados no formato XML.