Co so du lieu NoSQL (ten goc la "Non SQL" (phi SQL) hoac "non relational" (phi quan he)) cung cap mot co che đe luu tru va truy xuat du lieu đuoc mo hinh hoa khac voi cac quan he bang đuoc su dung trong cac co so du lieu kieu quan he. Cac co so du lieu nhu vay đa ton tai ke tu cuoi nhung nam 1960, nhung khong đuoc goi la "NoSQL" cho đen khi noi tieng đot ngot đau the ky XXI tao nen boi su can thiet cho cac cong ty Web 2.0 nhu Facebook, Google va Amazon.com. Cac co so du lieu NoSQL đang đuoc su dung ngay cang nhieu trong cac ung dung du lieu lon va ung dung nen web thoi gian thuc. Cac he thong NoSQL cung đoi khi đuoc goi la "Not only SQL" (khong chi la SQL) đe nhan manh rang chung co the ho tro cac ngon ngu truy van dang nhu SQL. Nguyen nhan cho huong tiep can nay bao gom: tinh đon gian trong thiet ke, mo rong theo "chieu ngang" cho cac cum may đon gian hon (la bai toan cho cac co so du lieu kieu quan he), va kiem soat tinh kha dung tot hon. Cau truc du lieu đuoc thiet ke cho cac co so du lieu NoSQL (vi du: khoa-gia tri (key-value), wide column, bieu đo hoac tai lieu) khac voi cau truc du lieu đuoc su dung mac đinh trong cac co so du lieu quan he, khien cho no thao tac nhanh hon trong NoSQL. Co so du lieu NoSQL thich hop voi tung truong hop cu the cho van đe ma no phai giai quyet. Đoi khi cau truc du lieu thiet ke duoi dang NoSQL đuoc xem la "linh hoat" hon cac bang co so du lieu kieu quan he. Nhieu kho luu tru NoSQL hy sinh tinh nhat quan (trong y nghia cua đinh ly CAP) đe uu tien cho tinh san co, dung luong cua phan vung, va toc đo. Rao can đoi voi viec ap dung nhieu hon cac kho luu tru NoSQL bao gom viec su dung cac ngon ngu truy van muc thap (thay vi SQL, vi du nhu thieu kha nang thuc hien cac bang JOIN đac biet), thieu giao dien chuan hoa, va cac khoan đau tu rat lon trong cac co so du lieu kieu quan he hien co. Hau het cac kho luu tru NoSQL thieu cac giao dich ACID đung nghia, mac du mot vai co so du lieu, chang han nhu MarkLogic, Aerospike, FairCom c-treeACE, Google Spanner (mac du ve mat ky thuat la co so du lieu dang NewSQL), Symas LMDB va OrientDB đa đat đieu nay lam trung tam trong thiet ke cua ho. (Xem Ho tro ACID va JOIN.)
Thay vao đo, hau het cac co so du lieu NoSQL đua ra mot khai niem "thong nhat cuoi cung" trong đo cac thay đoi co so du lieu đuoc truyen đen tat ca cac nut "cuoi cung" (thuong la trong mili giay) đe cac truy van du lieu co the khong tra lai đuoc du lieu cap nhat ngay lap tuc hoac co the dan đen viec đoc du lieu khong chinh xac, mot van đe đuoc goi đoc lau (stale read). Ngoai ra, mot so he thong NoSQL co the bieu hien bi mat cac ban ghi va cac hinh thuc mat du lieu khac. May man thay, mot so he thong NoSQL cung cap cac khai niem nhu ban ghi ghi-truoc (write-ahead logging) đe tranh bi mat du lieu. Đoi voi xu ly giao dich phan tan tren nhieu co so du lieu, tinh thong nhat cua du lieu la mot thu thach lon hon, đo la kho khan cho ca co so du lieu kieu NoSQL va ca co so du lieu kieu quan he. Ngay ca co so du lieu kieu quan he hien tai "khong cho phep cac rang buoc toan ven tham chieu đe noi (span) cac co so du lieu." Co vai he thong duy tri ca giao dich ACID va ca cac tieu chuan X/Open XA cho xu ly giao dich phan tan.


Lich su Thuat ngu NoSQL đuoc su dung boi Carlo Strozzi vao nam 1998 đe đat ten cho co so du lieu quan he ma nguon mo Strozzi NoSQL nho gon cua minh, ma khong tiet lo giao dien SQL tieu chuan, nhung la van con la kieu quan he.  RDBMS cua ong khac voi khai niem chung ve co so du lieu NoSQL đuoc đinh nghia trong nam 2009. Strozzi goi y rang, vi phong trao NoSQL hien thoi "đi mat tu mo hinh kieu quan he cung voi nhau; vi the nen đuoc goi cho phu hop hon đo la 'NoREL'", am chi toi ''No Relational'.
Johan Oskarsson cua Last.fm gioi thieu lai thuat ngu NoSQL vao đau nam 2009 khi to chuc mot su kien thao luan ve "cac co so du lieu phan tan, khong quan he nguon mo". Ten goi nay co gang đe đanh dau su xuat hien ngay cang nhieu cac kho luu tru du lieu phan tan, khong quan he, bao gom cac nhan ban ma nguon mo BigTable/MapReduce cua Google va Dynamo cua Amazon. Hau het cac he thong NoSQL đau tien đa khong co gang cung cap cac bao đam tinh nguyen to, nhat quan, tach biet va ben vung, trai voi uu the thuc te trong cac he thong co so du lieu kieu quan he.
Dua tren doanh thu nam 2014, cac hang dan đau thi truong NoSQL la MarkLogic, MongoDB, va Datastax. Dua tren cac bang xep hang pho bien nam 2015, Cac co so du lieu NoSQL pho bien nhat la MongoDB, Apache Cassandra, va Redis.


Phan loai va cac vi du ve cac co so du lieu NoSQL Co nhieu cach phan loai cac co so du lieu NoSQL khac nhau, moi loai voi cac loai va loai con khac nhau, mot so trong so đo co the chong cheo len nhau. Mot phan loai co ban dua tren mo hinh du lieu, voi cac vi du:

Column: Accumulo, Cassandra, Druid, HBase, Vertica
Document: Apache CouchDB, Clusterpoint, Couchbase, DocumentDB, HyperDex, Lotus Notes, MarkLogic, MongoDB, OrientDB, Qizx, RethinkDB
Key-value: Aerospike, CouchDB, Dynamo, FairCom c-treeACE, FoundationDB, HyperDex, MemcacheDB, MUMPS, Oracle NoSQL Database, OrientDB, Redis, Riak, Berkeley DB
Graph: AllegroGraph, InfiniteGraph, MarkLogic,  Neo4J, OrientDB, Virtuoso, Stardog
Multi-model: Alchemy Database, ArangoDB, CortexDB, FoundationDB, MarkLogic, OrientDB
Mot phan loai chi tiet hon nhu sau, dua tren cach phan loai cua Stephen Yen:

Cac co so du lieu tuong quan la mo hinh đoc lap, va thay vi la kho luu tru theo hang hoac theo cot, no lai luu tru dua tren gia tri.


= Kho luu tru khoa-gia tri =
Kho luu tru khoa-gia tri (Key-value: KV) su dung mang ket hop (con đuoc goi la ban đo hoac tu đien) nhu la mo hinh du lieu co ban cua chung. Trong mo hinh nay, du lieu đuoc bieu dien nhu mot bo suu tap cac cap khoa-gia tri, nhu vay moi khoa co the xuat hien chi mot lan trong bo suu tap.
Mo hinh khoa-gia tri la mot trong nhung mo hinh du lieu khong tam thuong đon gian nhat, va cac mo hinh du lieu phong phu hon thuong đuoc thuc hien nhu mot phan mo rong cua no. Mo hinh khoa-gia tri co the đuoc mo rong toi mot mo hinh ra lenh roi rac, duy tri cac khoa trong lenh tu đien.Phan mo rong nay co kha nang tinh toan manh me, trong đo no co the truy hoi hieu qua cac day khoa chon loc.
Cac kho luu tru khoa-gia tri co the su dung cac mo hinh thong nhat bao gom tu thong nhat cuoi cung cho đen serializability. Mot so co so du lieu ho tro đat lenh cua cac khoa. Co nhieu trien khai phan cung khac nhau, va mot so nguoi dung duy tri du lieu trong bo nho (RAM), trong khi nhung nguoi khac su dung o SSD hoac đia cung.
Cac vi du bao gom co so du lieu Oracle NoSQL, Redis, va dbm.


= Luu tru du lieu =
Khai niem trung tam cua mot kho luu tru tai lieu la khai niem ve "tai lieu". Trong khi moi co so du lieu huong tai lieu thuc hien khac nhau ve chi tiet cua đinh nghia nay, noi chung, tat ca chung đeu gia đinh rang cac tai lieu đong goi va ma hoa du lieu (hoac thong tin) trong mot so đinh dang hoac ma hoa tieu chuan. Ma hoa đuoc su dung bao gom XML, YAML, va JSON cung nhu cac dang nhi phan nhu BSON. Cac tai lieu đuoc đinh đia chi trong co so du lieu thong qua mot tu khoa duy nhat đai dien cho tai lieu đo. Mot trong nhung đac điem đinh nghia khac cua mot co so du lieu huong tai lieu la ngoai viec tra cuu tu khoa đuoc thuc hien boi mot kho luu tru khoa-gia tri, co so du lieu đo con cung cap mot API hoac ngon ngu truy van đe lay tai lieu dua tren noi dung cua chung
Nhung trien khai khac nhau cung cap nhieu cach khac nhau đe to chuc va/hoac nhom cac tai lieu:

Cac bo suu tap
The đanh dau (tag)
Sieu du lieu khong nhin thay đuoc
Phan cap thu muc
So voi co so du lieu quan he, vi du, cac bo suu tap co the đuoc coi la tuong tu nhu cac bang bieu va cac tai lieu tuong tu nhu cac ho so/ban ghi. Nhung chung la khac nhau: moi ban ghi trong mot bang co cung mot trinh tu cua cac mien, trong khi cac tai lieu trong bo suu tap co the co cac mien hoan toan khac nhau.


= Đo thi =
Loai co so du lieu nay đuoc thiet ke cho du lieu co quan he cung đuoc bieu dien nhu mot đo thi bao gom cac yeu to ket noi qua lai voi mot so huu han cac quan he giua chung. Loai du lieu nay co the la cac moi quan he xa hoi, lien ket giao thong cong cong, ban đo đuong bo hoac cac topo mang.


= Co so du lieu đoi tuong =
db4o
GemStone/S
InterSystems Cache
JADE
NeoDatis ODB
ObjectDatabase++
ObjectDB
Objectivity/DB
ObjectStore
ODABA
Perst
OpenLink Virtuoso
Versant Object Database
ZODB


= Dang bang =
Apache Accumulo
BigTable
Apache Hbase
Hypertable
Mnesia
OpenLink Virtuoso


= Tuple store =
Apache River
GigaSpaces
Tarantool
TIBCO ActiveSpaces
OpenLink Virtuoso


= Triple/quad store (RDF) database =
AllegroGraph
Apache JENA (No la mot nen tang, khong phai la mot co so du lieu)
MarkLogic
Ontotext-OWLIM
Oracle NoSQL database
SparkleDB
Virtuoso Universal Server
Stardog


= Hosted =
Amazon DynamoDB
Amazon SimpleDB
Datastore on Google Appengine
Clusterpoint database
Cloudant Data Layer (CouchDB)
Freebase
Microsoft Azure Tables 
Microsoft Azure DocumentDB 
OpenLink Virtuoso


= Co so du lieu đa gia tri =
D3 Pick database
Đong co luu tru mo rong (ESE/NT)
InfinityDB
InterSystems Cache
jBASE Pick database
Northgate Information Solutions Reality, the original Pick/MV Database
OpenQM
Revelation Software's OpenInsight
Rocket U2


= Co so du lieu đa mo hinh =
OrientDB
FoundationDB
ArangoDB
MarkLogic


Hieu suat Ben Scofield sap xep cac loai co so du lieu NoSQL theo bang sau:

Performance and scalability comparisons are sometimes done with the YCSB benchmark.


Xu ly du lieu quan he Do hau het cac co so du lieu NoSQL thieu kha nang ket noi trong cac truy van, luoc đo co so du lieu noi chung can phai đuoc thiet ke khac nhau. Co ba ky thuat chinh đe xu ly du lieu quan he trong mot co so du lieu NoSQL. (Xem bang ho tro Join va ACID cho co so du lieu NoSQL co ho tro cac join.)


= Đa truy van =
Thay vi lay tat ca cac du lieu voi mot truy van, ta thuong thuc hien nhieu truy van khac nhau đe co đuoc cac du lieu mong muon. Cac truy van NoSQL thuong nhanh hon so voi truy van SQL truyen thong vi vay chi phi cua viec phai thuc hien cac truy van bo sung co the chap nhan đuoc. Neu so luong truy van qua nhieu la can thiet, mot trong hai phuong phap khac se thich hop hon.


= Du lieu bo nho đem/sao chep/khong-chuan hoa =
Thay vi chi luu giu cac tu khoa ngoai lai, ta thuong luu tru cac gia tri thuc te ngoai lai cung voi du lieu cua mo hinh. Vi du, moi binh luan blog co the bao gom ten nguoi dung, them vao đo la mot id nguoi dung, do đo ta de dang truy cap đen ten nguoi dung ma khong can phai co bat ky tra cuu nao khac. Khi mot ten nguoi dung thay đoi tuy nhien, đieu nay gio đay se can phai đuoc thay đoi o nhieu noi trong co so du lieu. Vi vay phuong phap nay hoat đong tot hon khi viec đoc la pho bien hon nhieu so voi viec ghi.


= Nesting data =
With document databases like MongoDB it's common to put more data in a smaller number of collections. For example, in a blogging application, one might choose to store comments within the blog post document so that with a single retrieval one gets all the comments. Thus in this approach a single document contains all the data you need for a specific task.


Ho tro ACID va JOIN Neu mot co so du lieu đuoc đanh dau la ho tro ACID hoac join, thi tai lieu cho co so du lieu nay lam se thuc hien tuyen bo đo. Muc đo ma kha nang đuoc ho tro đay đu trong cach thuc tuong tu đoi voi hau het co so du lieu SQL hoac muc đo ma no đap ung cac nhu cau cua mot ung dung cu the đuoc đe cho nguoi đoc đanh gia.


Xem them CAP theorem
Comparison of object database management systems
Comparison of structured storage software
Correlation database
Distributed cache
Faceted search
MultiValue database
Multi-model database
Triplestore


Tham khao Đoc them Sadalage, Pramod; Fowler, Martin (2012). NoSQL Distilled: A Brief Guide to the Emerging World of Polyglot Persistence. Addison-Wesley. ISBN 0-321-82662-0.
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Lien ket ngoai Strauch, Christoph. "NoSQL whitepaper" (PDF). Stuttgart: Hochschule der Medien. 
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