Duomenų struktūra yra kompiuterių mokslo sąvoka, nurodanti tam tikrą informacijos rinkimo ir organizavimo metodą. Visos duomenų struktūros naudoja informaciją apie tai, kur kompiuterio atmintyje yra tam tikra duomenų dalis, kad būtų galima pasiekti tuos duomenis ir prijungti juos prie kitų duomenų.
Duomenų struktūros nustato vieną iš daugelio skirtingų ryšių tarp atskirų informacijos dalių. Skirtingi duomenų struktūros tipai yra veiksmingesni skirtingiems tikslams, o kodavimo sunkumai labai skiriasi priklausomai nuo duomenų struktūros tipų.
Masyvai yra vienos iš paprasčiausių duomenų struktūrų, tačiau vis dėlto yra labai galingi informacijos organizavimo įrankiai. Masyve elementams priskiriami nuoseklūs atminties adresai, leidžiantys labai greitai nustatyti bet kurio masyvo elemento atminties adresą naudojant paprastus matematinius skaičiavimus, o tai yra pagrindinis pranašumas. Masyvai gali būti įsivaizduojami kaip egzistuojantys bet kokiu matmenų skaičiumi. Vienmatis masyvas gali būti suvokiamas kaip sąrašas, dvimatis masyvas kaip lentelė, o trimatis masyvas kaip atskirų langelių kubas. Taip pat gali būti daugiau nei trijų matmenų masyvai.
Susieti sąrašai yra dar vienas paprastas, bet labai svarbus duomenų struktūros tipas. Susietame sąraše kiekvienas mazgas susideda iš kintamojo, kuriame yra ir faktiniai duomenys, ir informacija, identifikuojanti kitą sąrašo elementą. Taigi susietą sąrašą galima peržiūrėti tol, kol žinomas pirmojo mazgo adresas. Šio tipo duomenų struktūra yra universali, nes ji tinkama dinamiškam augimui, nes bet kuriuo metu galima lengvai priskirti naujus mazgus. Įtraukus kintamąjį, kuriame yra ankstesnio mazgo vieta sąraše, tokio tipo duomenų struktūrą galima pereiti bet kuria kryptimi.
Medžiai išdėsto mazgus hierarchiškai, pradedant šakniniu mazgu ir nusileidžiant per kelis mazgų sluoksnius, kol struktūroje bus patalpinti visi reikalingi duomenys. Paprastai medžio elementai yra rūšiuojami tam tikru būdu. Medžiai gali pritaikyti rūšiavimą ir dėl to gali suteikti daug greitesnę prieigą prie saugomų duomenų, nes kiekvienas išsišakojimas pašalina daugybę informacijos, kurią reikėtų rūšiuoti susietame sąraše.
Maišos lentelės naudojamos norint nustatyti atminties adresą, kuriame turi būti saugomi tam tikri duomenys, naudojant lygtį, skirtą duomenims paversti atminties adresu. Jie gali būti labai efektyvi struktūra duomenims saugoti ir iš masyvo gauti.
Visos duomenų struktūros yra skirtos sumažinti instrukcijų, kurias kompiuteris turi vykdyti, norėdamas rasti tam tikrą informaciją, skaičių. Skirtingi duomenų tipai tinka skirtingų tipų duomenų struktūroms, tačiau dauguma šiuolaikinių programavimo kalbų palaiko įvairias duomenų struktūras arba suteikia įrankius, leidžiančius programuotojams koduoti savo duomenų struktūras.