Dokumenttyp-Definitionen (DTDs) spielen in XML eine wichtige Rolle. In einer DTD werden Strukturmerkmale für Dokumente festgelegt. Zum Beispiel wird festgelegt, welche Elementtypen in den Dokumenten verwendet werden können. Die DTD liefert außerdem Vorgaben dafür, wie Elemente ineinander verschachtelt werden können, und es wird auch angegeben, welche Attribute zu welchen Elementen gehören und welche Attributwerte jeweils zulässig sind. DTDs haben diese beiden Hauptfunktionen: Sie sagen den Verfassern von Dokumenten, welche Strukturen es in den Dokumenten geben muss. Und den Programmierern sagen sie, auf was ihre Programme "sich gefasst machen müssen".

Wer die XML-Syntax kennt, erfährt durch Lesen einer DTD, welche Datenstrukturen es in den Dokumenten des entsprechenden Dokumenttyps gibt!

DTDs haben auch schon im Rahmen von HTML eine Rolle gespielt. In den DTDs für HTML ist festgelegt, dass innerhalb eines <TABLE>-Elements <TR>-Elemente auftauchen müssen, dass <IMG>-Elemente ALT-Atribute enthalten können und so weiter. Da es von HTML mehrere Versionen gibt, sind auch mehrere DTDs für HTML entstanden.

Im Rahmen von SGML ist es vorgeschrieben, dass jedes Dokument auf eine DTD ausgerichtet wird. Mit XML kommt an diesem Punkt mehr Freiheit ins Spiel. XML erlaubt auch Dokumente, die keinen Verweis auf eine DTD enthalten. Die Angaben, die ein Parser üblicherweise aus der DTD holen würde, muss der Parser dann beim Einlesen des Dokuments ermitteln.

Damit ein XML-Parser auf eine DTD zugreifen kann, muss sie entweder auf dem lokalen Rechner verfügbar sein, oder aber sie muss über das Netz abrufbar sein.