Die Linearität und die Nichtlinearität beziehen sich auf das Verhalten einer Ausgangsgröße zu einer Eingangsgröße von Zweipolen und Vierpolen. Hat eine lineare Erhöhung einer Eingangsgröße eine nichtlineare Erhöhung der Ausgangsgröße zur Folge, liegt eine Nichtlinearität vor.
Eine Nichtlinearität ist zurückzuführen auf das nicht proportionale Verhalten von aktiven elektronischen Bauteilen; von Transistoren, Feldeffekttransistoren oder anderen aktiven Bauteilen. Die Nichtlinearität zeigt sich in der Abweichung der Kennlinie von einer idealen, linearen Kennlinie, bei der jede prozentuale Änderung einer Eingangsgröße die gleiche prozentuale Änderung der Ausgangsgröße zur Folge hat.
Die Kennlinien von vielen elektronischen Bauteilen und Schaltungen weisen Nichtlinearitäten auf. So beispielsweise AD-Wandler, bei denen sich die Nichtlinearität im Wandlungsfehler bemerkbar macht, oder in der Frequenzmischung, die mit nichtlinearen Kennlinien arbeitet, oder die Gammakorrektur von Bildschirmen und Displays, oder die Nichtlinearitäten von Sensoren deren Ausgangsgrößen sich nicht proportional mit physikalischen Eingangsgrößen verhalten.
Zur Unterscheidung der verschiedenen Nichtlinearitäten gibt es die integrale Nichtlinearität, Integral Non-Linearity ( INL), und die differenzielle Nichtlinearität, Differential Non-Linearity ( DNL).