非线性误差，是相对于线性误差(linearity error )而言的。将仪器仪表等测量工具的输入、输出（测量、结果）分别作为直角坐标系的横轴、纵轴，选择适合的坐标轴，如果并将理想的输入输出对应点标入坐标，可以得到一条理想输入输出关系曲线；而如果将实际的输入输出对应点标入坐标，可以得到一条实际输入输出关系曲线。最理想的情况下这两条曲线应该重合，实际上是不可能做到的，这时两条曲线之间的距离就是误差。如果这两条曲线形状完全一致，但不重合，即一条曲线相当于另一条的位移，这时的误差就是线性的，否则误差就是非线性误差。