邏輯結構設計是將概念結構設計階段完成的概念模型，轉換成能被選定的資料庫管理系統(DBMS)支持的數據模型。這裡主要將E-R模型轉換為關係模型。需要具體說明把原始數據進行分解、合併後重新組織起來的資料庫全局邏輯結構，包括所確定的關鍵字和屬性、重新確定的記錄結構和檔案結構、所建立的各個檔案之間的相互關係，形成本資料庫的資料庫管理員視圖。
邏輯結構設計一般分為三步進行：
1. 從E-R圖向關係模式轉化 資料庫的邏輯設計主要是將概念模型轉換成一般的關係模式，也就是將E-R圖中的實體、實體的屬性和實體之間的聯繫轉化為關係模式。在轉化過程中會遇到如下問題：
(1)命名問題。命名問題可以採用原名，也可以另行命名，避免重名。
(2)非原子屬性問題。非原子屬性問題可將其進行縱向和橫行展開。
(3)聯繫轉換問題。聯繫可用關係表示。
2. 數據模型的最佳化 資料庫邏輯設計的結果不是唯一的。為了進一步提高資料庫套用系統的性能，還應該適當修改數據模型的結構，提高查詢的速度。
3. 關係視圖設計 關係視圖的設計又稱為外模式的設計，也叫用戶模式設計，是用戶可直接訪問的數據模式。同一系統中，不同用戶可有不同的關係視圖。關係視圖來自邏輯模式，但在結構和形式上可能不同於邏輯模式，所以它不是邏輯模式的簡單子集。
關係視圖主要有三個作用：
(1)通過外模式對邏輯模式的禁止，為應用程式提供了一定的邏輯獨立性。
(2)更好地適應不同用戶對數據的不同需求。
(3)為不同用戶劃定了訪問數據的不同範圍，有利於數據的保密。
