非线性空间是指变量之间的关系，不是直线而是曲线、曲面、或不确定的属性。自变量与变量之间不成线性关系，成曲线或抛物线关系或不能定量，这种关系叫非线性关系。非线性是自然界复杂性的典型性质之一。与线性相比，非线性更接近客观事物性质本身，是量化研究认识复杂知识的重要方法之一。
“线性”与“非线性”，常用于区别函数y=f(x)对自变量x的依赖关系。线性函数即一次函数，其图像为一条直线。其它函数则为非线性函数，其图像不是直线。线性，指量与量之间按比例、成直线的关系，在空间和时间上代表规则和光滑的运动而非线性则指不按比例、不成直线的关系，代表不规则的运动和突变。
