MariaDB версий 5.1, 5.2 и 5.3 (beta) базируется на коде MySQL 5.1, но с рядом нововведений и улучшений.
Во-первых, это ряд новых движков (database engine) для хранения данных. А именно: Aria - альтернатива таблицам MyISAM, более быстрая и устойчивая к сбоям. Таблицы Aria используются в MariaDB для внутренних нужд, в частности все temporary tables работают именно на движке Aria, за счет чего в ряде случаев получилось добиться значительно большей производительности на сложных запросах. Кроме того, таблицы InnoDB заменены на XtraDB (альтернатива InnoDB от компании Percona), так же более быстрые, чем оригинал, и более устойчиывые к сбоям.
Кроме того, в MariaDB переписана порядка трети оригинального кода MySQL, благодаря чему удалось избавиться от многих узких мест MySQL, улучшить работу на многопроцессорных системах и конечно же повысить стабильность.
Так же в MariaDB появился новый способ доступа к данным InnoDB - HandlerSocket. HandlerSocket в каком-то смысле является альтернативой memcached. Через интерфейс HandlerSocket с данными в таблицах InnoDB (XtraDB) можно работать как с набором данных "ключ-значение", где в качестве ключа выступает любой из индексов, созданных по любой из InnoDB-таблиц. По скорости работы HandlerSocket практически не уступает memcached и некоторые источники даже сообщают, что им удалось добиться большей, чем с memcached, производительности.