Niet-lineaire systemen hebben met elkaar gemeenschappelijk dat ze een bepaald kenmerk missen, namelijk lineariteit.

Niet-lineaire systemen hebben dus een niet-rechte karakteristiek, bijvoorbeeld:

image:Nietlineair-krom.png|kromme karakteristiek image:Nietlineair-verzadiging.png|verzadiging image:Nietlineair-hysterese.png|hysterese image:Nietlineair-dode_zone.png|dode zone

Een apart geval is het verschijnsel looptijd, waarbij er een vaste hoeveelheid tijd verstrijkt tussen oorzaak en gevolg.

Niet-lineariteiten worden doorgaans veroorzaakt door heel alledaagse verschijnselen zoals wrijving (dode zone) en speling (hysterese). In feite zijn alle fysische systemen in allerlei opzichten niet-lineair: een cilinder waar je water in laat lopen raakt uiteindelijk vol (verzadiging), een gewone emmer is daarnaast altijd iets taps en vertoont dus een kromme karakteristiek enzovoorts.

Sommige soorten niet-lineariteiten (met name de kromme karakteristiek en verzadiging) kunnen binnen een beperkt gebied wel worden opgevat als lineair: de wiskundige benadering met een rechte lijn rond een gekozen werkpunt heet lineariseren.

Regeltechniek

Nichtlineares System | Nonlinearity | No linealidad | Non-linéarité | מערכת לא לינארית | Sistemas dinâmicos não-lineares | Нелинейная система | 非線性