Quan hệ nhị phân là mối quan hệ giữa hai thực thể khác nhau, tức là quan hệ giữa nhóm vai trò của thực thể này với nhóm vai trò của thực thể kia.
Có ba loại cardinality cho quan hệ nhị phân:
- Một-một (One-to-One)
- Một-nhiều (One-to-Many)
- Nhiều-nhiều (Many-to-Many)
Một-một (One-to-One)
Một nhóm vai trò của thực thể này ánh xạ đến một nhóm vai trò của thực thể kia. Nói đơn giản: một thể hiện của thực thể này chỉ ánh xạ với một thể hiện của thực thể kia.
Trong loại này, khóa chính của thực thể này phải có sẵn làm khóa ngoại trong thực thể kia.
Ví dụ - Xét hai thực thể Người (Person) và Bằng lái (Driver_License).
Người chứa thông tin cá nhân, Bằng lái chứa thông tin giấy phép lái xe của cá nhân. Quan hệ từ Bằng lái đến Người là tùy chọn vì không phải ai cũng có bằng lái. Ngược lại, quan hệ từ Người đến Bằng lái là bắt buộc: mọi thể hiện của Bằng lái phải liên quan đến một Người.
Một Người chỉ có một số bằng lái.

Một-nhiều (One-to-Many)
Một nhóm vai trò của thực thể này ánh xạ với nhiều nhóm vai trò của thực thể kia, và một nhóm vai trò của thực thể kia ánh xạ với một nhóm vai trò của thực thể này.

Ví dụ - Xét hai thực thể Dự án (Project) và Nhân viên (Employee).
Một dự án có thể có nhiều nhân viên làm việc, nhưng một nhân viên chỉ tham gia một dự án.
Nhiều-nhiều (Many-to-Many)
Một nhóm vai trò của thực thể này ánh xạ với nhiều nhóm vai trò của thực thể kia và ngược lại. Trong loại quan hệ này, luôn có một bảng thứ ba xác định mối quan hệ giữa hai thực thể.
Ví dụ - Xét hai thực thể Sinh viên (Student) và Sách (Books).
Nhiều sinh viên có thể mượn một cuốn sách và nhiều sách có thể được mượn bởi một sinh viên. Giữa chúng có một quan hệ thứ ba là Phiếu_mượn (Book_Issue) lưu trữ thông tin về sinh viên mượn sách nào và mượn bao nhiêu ngày.