I matematikk og naturvitenskap er et ulineært system, også kjent som et ikke-lineært system, et system hvor endringen i utputt ikke er proporsjonalt med endringen i innputt, altså et system som ikke er lineært.

Diagram som viser to ulike skisser, en med rett stiplet linje, altså lineær, og en med stiplet linje som ikke er rett, altså ikke-lineær
Diagram over en lineær modell for et ulineært system (striplet linje til venstre) og en lavere grads ulineær modell for et høyere grads ulinært system (striplet linje til høyre)

Ofte ser en ulineær brukt med gradbøyning, som i «mer eller mindre ulineært» eller i «systemet er sterkt ulineært». I generell språkbruk brukes ulineæritet noen ganger for å kakterisere en form for irregularitet, ofte da uten at man spesifiserer hvilken matematisk form denne ulineæriteten har.[trenger referanse]

Eksempler på ulineære funksjoner: