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XML Schema, abgekürzt XSD (XML Schema Definition), ist eine Empfehlung des W3C zum Definieren von Strukturen für XML-Dokumente. Anders als bei den klassischen XML-DTDs wird die Struktur in Form eines XML-Dokuments beschrieben. Darüber hinaus wird eine große Anzahl von Datentypen unterstützt.
XML Schema beschreibt in einer komplexen Schemasprache Datentypen, einzelne XML-Schema-Instanzen (Dokumente) und Gruppen solcher Instanzen. Ein konkretes XML-Schema wird auch als eine XSD (XML Schema Definition) bezeichnet und hat als Datei üblicherweise die Endung .xsd. Im Gegensatz zu DTDs kann bei Verwendung von XML-Schemata zwischen dem Namen des XML-Typs und dem in der Instanz verwendeten Namen des XML-Tags unterschieden werden.
Neben XML Schema gibt es weitere Konzepte zur Definition von XML-Strukturen, wie RELAX NG oder Schematron. Auch DTD als Normbestandteil von XML selbst kann verwendet werden.