在统计学中， 非线性回归是回归分析的一种形式，其中观测数据由函数建模，该函数是模型参数的非线性组合并且取决于一个或多个独立变量。 通过逐次逼近的方法拟合数据。
一般.在非线性回归中，形式的统计模型 ， 关联自变量 x的向量及其相关的观察到的因变量 y 。函数"f"在参数"β"的矢量的分量中是非线性的，但在其他方面是任意的。例如，酶动力学的米-门二氏动力学模型有两个参数和一个独立变量，由"f"相关： 此函数是非线性的，因为它不能表示为两个 formula_3 的线性组合。