Cơ sở dữ liệu của MEDLINE chứa trên 14 triệu hồ sơ từ hơn 4.800 tài liệu xuất bản (chủ yếu là các tạp chí y học) từ những năm 1950 đến nay, và các trích dẫn mới được bổ sung mỗi ngày. Các trích dẫn mới hơn còn bao gồm cả phần tóm tắt của các bài báo đang còn thảo luận. MEDLINE được thiết kế để chứa dữ liệu toàn cầu, nhưng hầu hết các tài liệu đều từ các nguồn sử dụng tiếng Anh hoặc có bảng tóm tắt bằng Anh ngữ.

MEDLINE dùng MeSH (Medical Subject Headings) để tầm soát thông tin. Các cỗ máy tìm kiếm thiết kế cho MEDLINE (như Entrez) thường sử dụng biểu thức Boole chứa các thuật ngữ MeSH, các từ chứa trong tóm tắt hay tựa đề của bài báo, tên tác giả, ngày xuất bản v.v.. Entrez còn cho phép tìm các tài liệu gần giống với tài liệu đã biết nhờ một hệ thống tính toán mức độ tương đồng giữa các từ ngữ trong nội dung, bản tóm tắt hoặc tựa đề của hai tài liệu.