多变量非线性系统（Multivariable nonlinear systems）是指既具有多变量系统的特征，又具有非线性系统的特征，即状态变量和输出变量相对于输入变量的运动特性不能用线性关系描述，同时具有多个输入量或输出量的控制系统。非线性系统：一个系统，如果其输出不与其输入成正比，则它是非线性的。从数学上看，非线性系统的特征是叠加原理不再成立。叠加原理是指描述系统的方程的两个解之和仍为其解。叠加原理可以通过两种方式失效。其一，方程本身是非线性的。其二，方程本身虽然是线性的，但边界是未知的或运动的。