OLAP系統中的數據分為細節數據和綜合數據，細節數據一般采用關系數據庫組織并由RDMBS進行管理。如何組織數據倉庫中的綜合數據，以滿足客戶端用戶多維數據分析的需要，是OLAP實施的關鍵問題。目前主要有兩種組織模式：一種是建立專用的多維數據庫系統;另一種是利用現有的關系數據庫技術來模擬多維數據庫，用二維關系表示多維概念。這兩種組織方式對應的OLAP系統分別稱為多維OLAP和關系OLAP。

(1)MD-OLAP的綜合數據組織模式。MD-OLAP以多維數據庫位核心。多維數據庫概而言之就是以多維方式來組織數據，以多維方式來顯示數據。多維數據庫可以直觀地表現現實世界中的“一對多”和“多對多”關系，不僅多維概念表達清晰，占用存儲少，更重要的是它有著高速的綜合速度。二維數據很容易理解，當維數擴展到三維甚至更多維時，多維數據庫將形成類似于“超立方”塊一樣的結構。每個對象由聚集成組的單元塊組成，單元塊通過直接偏移計算進行存取。多維數據庫由多維數據庫管理系統MDBMS負責管理，其中元數據是核心部件，它描述了應用的多方面信息，包括層次關系，計算轉換信息，時序，序列信息，報表中數據項描述，安全存取控制，數據更新狀態等。

(2)ROLAP的綜合數據組織模式。同多維數據庫相比，關系數據庫盡管表達多維概念不大自然，但在現有關系數據庫廣泛使用的情況下也不失為一種實用可行的方案，比如Sybase及Informix均采用了這種技術。ROLAP以關系數據庫為核心，用關系數據庫中的二維表來組織數據，表達多維概念，其數據組織采用星型模式。數據倉庫中的每個主題對應于一個星型模式結構，由一個事實表和若干個維表組成。事實表中的每條記錄含有指向每個維表的指針，通過這個指針，將多維數據聯系起來。