En el diseño de bases de datos relacionales, se llama clave primaria, llave primaria o clave principal a un campo o a una combinación de campos que identifica de forma única a cada fila de una tabla. Una clave primaria comprende de esta manera una columna o conjunto de columnas. No puede haber dos filas en una tabla que tengan la misma clave primaria.

Ejemplos de claves primarias son DNI (asociado a una persona) o ISBN (asociado a un libro). Las guías telefónicas y diccionarios no pueden usar nombres o palabras o números del sistema decimal de Dewey como claves candidatas, porque no identifican unívocamente números de teléfono o palabras.

El modelo relacional, según se lo expresa mediante cálculo relacional y álgebra relacional, no distingue entre clave primaria y otros tipos de claves. Las claves primarias fueron agregadas al estándar SQL principalmente para conveniencia del programador. En un modelo entidad-relación, la clave primaria permite las relaciones de la tabla que tiene la clave primaria con otras tablas que van a utilizar la información de esta tabla.

Tanto claves únicas como claves primarias pueden referenciarse con claves foráneas.

Las claves primarias están definidas el estándar ANSI SQL, mediante la directiva PRIMARY KEY. La sintaxis para aplicar tal directiva a una tabla existente está definida en SQL:2003 de esta manera:

  ALTER TABLE <identificador_de_la_tabla>
      ADD [ CONSTRAINT <identificador_de_la_directiva> ] 
      PRIMARY KEY ( <nombre_de_columna> {, <nombre_de_columna>}... )

La clave primaria puede especificarse directamente o de forma inmediata en el momento de la creación de la tabla también. En el estándar SQL, las claves primarias pueden estar compuestas por una o más columnas. Cada columna que forme parte de la clave primaria queda implícitamente definida como NOT NULL. Nótese que algunos sistemas de bases de datos requieren que se marque explícitamente a las columnas de clave primaria como NOT NULL.

  CREATE TABLE nombre_de_la_tabla (
     id_col  INT,
     col2    CHARACTER VARYING(20),
     ...
     CONSTRAINT clapri_tabla PRIMARY KEY(id_col),
     ...
  )

En el caso en que la clave primaria sea una sola columna, ésta puede marcarse como tal por medio de la siguiente sintaxis:

  CREATE TABLE nombre_de_la_tabla (
     id_col  INT  PRIMARY KEY,
     col2    CHARACTER VARYING(20),
     ...
  )

)

La definición de claves únicas (esto es, atributos cuyo valor no puede repetirse en dicha columna de la tabla) es sintácticamente muy similar a la de clave primaria.

  ALTER TABLE <identificador_de_la_tabla>
      ADD [ CONSTRAINT <identificador_de_la_directiva> ] 
      UNIQUE ( <nombre_de_columna> {, <nombre_de_columna>}... )

De la misma manera, las claves únicas pueden definirse como parte de la sentencia de SQL CREATE TABLE.

  CREATE TABLE nombre_de_la_tabla (
     id_col   INT,
     col2     CHARACTER VARYING(20),
     cla_col  SMALLINT,
     ...
     CONSTRAINT clave_única UNIQUE(cla_col),
     ...
  )

  CREATE TABLE nombre_de_la_tabla (
     id_col  INT  PRIMARY KEY,
     col2    CHARACTER VARYING(20),
     ...
     cla_col  SMALLINT UNIQUE,
     ...
  )

Hay que remarcar que una clave única puede ser una columna o un conjunto de ellas. En este segundo caso se podrían encontrar filas con valores repetidos en algunas columnas de la clave única, si para el resto de columnas de dicha clave los valores son distintos.

La definición de atributos únicos es común para indicar las [[|clave candidata|claves candidatas]] de una relación.

Es importante remarcar que al definir una clave única, los valores de la/s columna/s no se podrán repetir (al igual que con una clave primaria). Pero, salvo que se indique lo contrario, sí pueden almacenar valores nulos (NULL)

En el diseño de base de datos una compound key es una llave que consiste en dos o más atributos que identifican unívocamente la ocurrencia de una entidad. Una simple key en oposición a la compound key es una llave que tiene solo un atributo. Las compound keys pueden estar compuestas por otras unique simple keys y por atributos non-key, pero no pueden incluir otra compound key.

Las primary key, secondary key y foreign key puede componerse de más de un campo. Una simple key consiste en un único campo como identificador único del registro.

Una compound key se distingue de una composite key porque cada campo es una clave primaria.

Una composite key contiene al menos una compound key y uno o más atributos. Las composite keys también pueden incluir simple keys y atributos non-key.

Un ejemplo puede ser una entidad que representa los estudiantes por módulo en una Universidad. La entidad tiene un identificador de estudiante y un código de módulo como llave primaría. Cada uno de los atributos con que se constituyen la llave primaria son simple keys porque representan una referencia única cuando se identifica a una estudiante en un modulo.