สคีมาระดับภายใน (Internal Schemas Level) พิจารณาการจัดการระบบการเก็บข้อมูลจริง อธิบายฐานข้อมูลในการเก็บทางกายภาพจริง ๆ มองข้อมูลโดยมุมมองของระบบจัดการฐานข้อมูล ใช้โครงสร้างข้อมูล (Data Structure) และการจัดระเบียนแฟ้ม (File Organization) ในการอธิบาย และจะทำงานร่วมกับระบบปฏิบัติการ (Operating System) ในการเก็บข้อมูลลงที่หน่วยเก็บสำรอง (Secondary Storage) เราเรียกโครงสร้างระดับภายในว่า physical schema ซึ่งได้จากการ map โครงสร้างข้อมูลระดับแนวคิดลงสื่อข้อมูล เช่น ดิสก์ เป็นต้น ส่วนใหญ่โครงสร้างจะเป็น index หรือ tree