Nieliniowość – cecha układu polegająca na tym, że wartość wyjściowa nie jest wprost proporcjonalna do danych wejściowych.

W algebrze operator lub funkcja liniowa z definicji ma spełniać następujące własności: addytywność: jednorodność:

W przypadku niespełnienia powyższych założeń mamy do czynienia z nieliniowością. W przyrodzie większość oddziaływań opisuje się właśnie funkcjami nieliniowymi. Modelowanie rzeczywistości polega jednak na wykorzystaniu jak najprostszych narzędzi matematycznych i często zdarza się opisywać zjawiska nieliniowe funkcjami liniowymi, jak na przykład prawo Hooke’a, gdzie pewien obszar dla stosunkowo małych naprężeń zachowuje się prawie liniowo.

Linearyzacja

Czasami, kiedy nieliniowość utrudnia rozwiązanie problemu, stosuje się linearyzację, czyli sprowadzenie modelu matematycznego do funkcji liniowych.