Les documents XML peuvent être stockés dans des fichiers, alors la problématique du stockage peut se résoudre simplement. Toutefois, il est peu pratique pour un système d'information de se fier au système de fichiers pour le stockage.

Les documents XML peuvent être stockés facilement dans des champs de bases de données relationnelles. Mais il existe également des bases de données XML, qui stockent et exploitent les documents XML de façon native.

Dans ce domaine, soulignons Tamino de Software AG, XHive de XHive Corporation ou encore XIS de Excelon Corp. Ce sont toutefois des produits très chers et plutôt orientés vers le commerce électronique. Il existe maintenant des solutions libres : Xindice du projet Apache et Exist.

Les bases de données orientées objet constituent de bons candidats pour stocker des documents XML, qui peuvent être transposés facilement (et de façon normalisée, avec le Document Object Model) en objets. Les logiciels libres Ozone et Zope peuvent le faire assez bien.

Enfin, certaines bases de données relationnelles, en particulier Oracle, commencent à pouvoir stocker les documents XML de façon intéressante, en exploitant leur structure.