非线性极化（nonlinear polarization），工学-光学工程-材料与器件-非线性光学-非线性极化，在介质中传播时，光会先将介质内部的电偶极子极化的现象。在高亮度光电场作用下，介质中不仅会产生与入射光场成线性关系的线性电极化，还会产生与入射光电场成幂次方关系的非线性电极化，极化强度应包含线性项和非线性项，表达式为：式中为线性极化项；为非线性极化项。当光电场强度很低时，可以忽略非线性极化项，仅保留线性极化项，这是通常的线性光学。当光电场强度较高时，必须考虑非线性极化项，并将非线性极化强度写成级数形式：式中、、分别为二阶、三阶及阶非线性极化强度。反映了介质对光电场不同的响应，也直接决定了所产生多种多样的非线性光学效应。非线性极化率是描述非线性极化的最重要的物理量。一般采用非线性极化的经典理论和非线性极化率的量子力学微扰理论对非线性极化进行描述。通过经典理论可以解释非线性极化的起源，通过量子力学微扰理论可以处理介质的极化率，直接导出非线性极化率的表达式。非线性极化率具有本征置换对称性、全对称性、Kleinman对称性、空间对称性等特点。