По визначенню, тіло відношення є множина кортежів, тому відношення не можуть містити однакові кортежі. Це значить, що кожен кортеж повинний мати властивість унікальності. Насправді, властивістю унікальності в межах відношення можуть володіти окремі атрибути кортежів або групи атрибутів. Такі унікальні атрибути зручно використовувати для ідентифікації кортежів.
Визначення 1. Нехай дане відношення R. Підмножину атрибутів K відношення R будемо називати потенційним ключем, якщо K має наступні властивості:
1) Властивість унікальності - у відношенні не може бути двох різних кортежів, з однаковим значенням K.
2) Властивість ненадмірності - ніяка підмножина в K не має властивість унікальності.
Будь-яке відношення має принаймні один потенційний ключ. Дійсно, якщо ніякий атрибут або група атрибутів не є потенційним ключем, то, у силу унікальності кортежів, всі атрибути разом утворять потенційний ключ.
Потенційний ключ, що складається з одного атрибута, називається простим. Потенційний ключ, що складається з декількох атрибутів, називається складеним.
Відношення може мати кілька потенційних ключів. Традиційно, один з потенційних ключів оголошується первинним, а інші - альтернативними. Розходження між первинним і альтернативним ключами можуть бути важливі в конкретній реалізації реляційної СКБД, але з погляду реляційної моделі даних, немає підстав виділяти в такий спосіб один з потенційних ключів.
Зауваження. Поняття потенційного ключа є семантичним поняттям і відбиває деякий зміст (трактування) понять з конкретної предметної області. Для того щоб проілюструвати цей факт розглянемо наступне відношення "Співробітники":
Таблиця 1. Відношення "Співробітники"
| Табельний номер | Прізвище | Зарплата |
|---|---|---|
| 1 | Іваненко | 1000 |
| 2 | Петренко | 2000 |
| 3 | Сидоренко | 3000 |
При першому погляді на таблицю, яка зображує це відношення, може показатися, що в таблиці є три потенційних ключі - у кожнім стовпчику таблиці містяться унікальні дані. Однак серед співробітників можуть бути однофамільці і співробітники з однаковою зарплатою. Табельний же номер по суті свій унікальний для кожного співробітника. Які ж міркування привели нас до розуміння того, що в даному відношенні тільки один потенційний ключ - "Табельний номер"? Саме розуміння змісту даних, що містяться у відношенні.
Спробуємо представити це відношення в іншому виді, змінивши найменування атрибутів:
| A | B | C |
|---|---|---|
| 1 | Іваненко | 1000 |
| 2 | Петренко | 2000 |
| 3 | Сидоренко | 3000 |
Пред'явимо кому-небудь цю таблицю і не повідомимо зміст найменувань атрибутів. Очевидно, що неможливо стверджувати, не розуміючи змісту даних, може чи не може в цьому відношенні з'явитися, наприклад, кортеж (1, Петренко, 3000). Якби, до речі, такий кортеж з'явився (що, на перший погляд, цілком можливо, тому що не порушується унікальність кортежів), то ми точно змогли б сказати, що не є альтернативним ключем - жоден з атрибутів окремо. Але ми не зможемо сказати, що ж є первинним ключем.
Зауваження. Потенційні ключі служать засобом ідентифікації об'єктів предметної області, дані про які зберігаються у відношенні. Об'єкти предметної області повинні розрізнятися.
Зауваження. Потенційні ключі служать єдиним засобом адресації на рівні кортежів у відношенні. Точно вказати на який-небудь кортеж можна тільки знаючи значення його потенційного ключа.