Las bases de datos clave-valor son muy efectivas en la consulta y fáciles de escalar, lo cual se deriva de la sencilla estructura del modelo. Puesto que el almacenamiento clave-valor no exige ningún esquema fijo, se pueden realizar modificaciones en la base de datos sobre la marcha, de modo que es posible añadir nuevos campos mientras se realizan acciones en otras entradas.
Asimismo, este modelo de base de datos ofrece una gran velocidad de búsqueda gracias a la sencilla conexión entre la clave y el valor. Si se desea recuperar información, solo se tendrá que consultar un valor a través de una clave específica. Los datos siempre están a mano. Por otro lado, esto constituye al mismo tiempo una desventaja de este tipo de almacenamiento, ya que no contempla otro método de acceso. En las bases de datos relacionales, por ejemplo, pueden emplearse métodos complejos de consulta, pues el contenido de estas bases de datos se localiza utilizando diferentes aspectos. Por el contrario, en el almacenamiento de clave-valor únicamente está prevista la búsqueda a través de la clave, por lo que, en general, se debe renunciar a otras indicaciones o métodos de búsqueda.
Los campos de aplicación de las bases de datos clave-valor se derivan tanto de las ventajas que aportan como de sus limitaciones. Así, se utilizan siempre que se requiere una alta velocidad con un gran volumen de datos, como en las cestas de la compra de las tiendas online o para datos de sesión. En estos casos, la información está dispuesta de forma clara y debe estar disponible en poco tiempo. En sitios web muy conocidos y de mucho tamaño, estas bases de datos deben crear continuamente nuevas entradas y eliminar las antiguas, por lo que el almacenamiento clave-valor resulta perfecto para ello.