非線性，即變量之間的數學關系，不是直線而是曲線、曲面或不確定的屬性，稱為非線性。非線性是自然界中復雜性的典型特征之壹。與線性相比，非線性更接近客觀事物的本質，是定量研究和理解復雜知識的重要方法之壹。凡是可以用非線性來描述的關系，壹般稱為非線性關系。
從狹義上講，非線性是指不成比例、不成線性的數量關系，不能用線性形式表示，如曲線、曲面等。廣義上的自變量以壹種特殊的形式變化，不同於傳統的映射關系，如叠代關系的函數。上壹個微積分的映射是下壹個微積分的自變量，顯然不能用通常的線性函數來描述和描述。顯然，自然事物的變化規律並不像壹個簡單的函數圖像，它們之間並不是壹壹對應的關系。如果線性關系是獨立的，不相關的，那麽非線性關系反映的是相互作用。正是這種相互作用，使得整體不再簡單地等於部分之和，而可能有不同於“線性疊加”的得失。
與線性相比，非線性是對線性的否定，線性是非線性的特例。因此，要理解非線性的概念，明確什麽是非線性，首先要明確什麽是線性，然後必須從數學表達式和物理意義兩個方面來闡述非線性的定義，這樣才能更完整地理解非線性的概念。
線性的定義壹般從兩個相互關聯的角度來進行:壹是疊加原理認為:“如果ψl和ψ2是方程的兩個解，那麽aψl+bψ2也是它的壹個解，換句話說，兩個態的疊加仍然是壹個態。”疊加原理意味著所研究系統的子系統之間沒有非線性相互作用。其次，物理變量之間的函數關系是壹條直線，變量之間的變化率是常數，這意味著函數的斜率處處存在且在其定義域內相等，變量之間的比例關系在變量的整個定義域內是對稱的。