nelinearna fizika, grana fizike u kojoj se razmatraju sustavi kod kojih odgovor na utjecaj sile nije u potpunosti razmjeran magnitudi sile, već pokazuju kaotična svojstva (→ kaos). Naziv se odnosi i na sustave kojima izlazni signal nije linearno razmjeran ulaznomu. Moguća je npr. konstrukcija električnoga pojačala kod kojega faktor pojačanja ovisi o jakosti ulaznoga signala.
Nelinearna optika je grana optike koja s pomoću lasera istražuje pojave u optičkim sredstvima s nelinearnim odnosom između električnoga polja i električne polarizacije. Jedan od najznačajnijih efekata zbiva se kada se zračenje propušta kroz kristal u kojem međudjeluje s elementima kristalne rešetke i stvara izlazni signal dvostruko veće frekvencije. Npr., infracrveno zračenje neodimijskoga lasera valne duljine 1060 nm mijenja se u zelenu boju valne duljine 530 nm, ako je pod određenim uvjetima propušteno kroz kristal barijsko-stroncijeva niobata.
