Der wohl größte und offensichtlichste Unterschied ist bei der Funktionsweise zu finden. MySQL wählt einen relationalen Ansatz. Dabei werden sämtliche Daten in Tabellen gespeichert, die Spalten und Zeilen enthalten. Durch einen Schlüssel werden diese dann bei einer Abfrage miteinander verknüpft. Im Gegensatz dazu ist MongoDB ein objekt- oder dokumentorientiertes System. Daten werden dabei im BSON-Format gespeichert, das JSON (JavaScript Object Notation) ähnelt. Diese können dann in sogenannten Collections beliebig zusammengefasst werden. Im Vergleich MySQL vs. MongoDB unterliegen die Dokumente keinem festen Schema, während die Tabellen immer identisch aufgebaut sind.
Auch die Abfrage ist bei MySQL und MongoDB unterschiedlich geregelt. Während MySQL komplett auf SQL als Abfragesprache setzt und für die Arbeit mit anderen Tabellen die Join-Funktion zur Datenbeschaffung nutzt, wählt MongoDB einen anderen Ansatz. MQL (Mongo Query Language) ist eine eigene Sprache, die für die Verarbeitung der Daten zuständig ist. Diese bietet zahlreiche CRUD-Funktionen (Create, Read, Update, Delete).