La tercera parte de un modelo de datos es la de la manipulación. Son varios los lenguajes utilizados por los SGBD relacionales para manejar las relaciones. Algunos de ellos son procedurales, lo que quiere decir que el usuario dice al sistema exactamente cómo debe manipular los datos. Otros son no procedurales, que significa que el usuario dice qué datos necesita, en lugar de decir cómo deben obtenerse.
En este apartado se presentan el álgebra relacional y el cálculo relacional, definidos por Codd como la base de los lenguajes relacionales. Se puede decir que el álgebra es un lenguaje procedural (de alto nivel), mientras que el cálculo relacional es un lenguaje no procedural. Sin embargo, ambos lenguajes son equivalentes: para cada expresión del álgebra, se puede encontrar una expresión equivalente en el cálculo, y viceversa.
El álgebra relacional (o el cálculo relacional) se utilizan para medir la potencia de los lenguajes relacionales. Si un lenguaje permite obtener cualquier relación que se pueda derivar mediante el álgebra relacional, se dice que es relacionalmente completo. La mayoría de los lenguajes relacionales son relacionalmente completos, pero tienen más potencia que el álgebra o el cálculo porque se les han añadido operadores especiales.
Tanto el álgebra como el cálculo son lenguajes formales no muy "amigables". Pero se deben estudiar porque sirven para ilustrar las operaciones básicas que todo lenguaje de manejo datos debe ofrecer. Además, han sido la base para otros lenguajes relacionales de manejo de datos de más alto nivel.
