有限元分析可以簡單地分為線性與非線性分析，其中線性分析是基于外載荷與模型響應的線性關系，非線性則是以上兩者的非線性關系。非線性分析主要分為三種類型，材料非線性、幾何非線性以及狀態非線性。下面簡單描述三種非線性的范圍。（可能有所欠缺，歡迎指正，不定期更新）

1. 材料非線性。我們通過用應力——應變關系來描述材料的受力響應特征，如果某種材料的應力——應變關系呈現線性關系，那么我們基本就可以通過彈性模型模量以及泊松比來定義其材料性能，但是我們涉及的很多材料其應力-應變關系并不是非線性的，比如超彈材料，彈塑性材料、蠕變和黏彈性材料等，其本構關系需要通過一些本構模型來擬合表征，往往變得比較復雜。與此同時，如果在有限元分析中應用到非線性材料，無疑會對材料性能的確定、計算的設置、計算的收斂以及保證結果的精度增加難度。
2. 幾何非線性。我們日常生活中，某些結構在載荷變化的過程中會發生突變，結構發生大變形，這將直接導致結構的響應規律發生重大變化，其中主要分為兩種，分別是大撓度和大應變。（1）大撓度：比如向上翹曲的殼零件，在很小載荷作用下發生很小的應變和位移，但當載荷作用加大，殼會向下凹陷，也就變成了小應變，大位移。（2）大應變:比如橡膠件在壓力作用下發生的變形，橡膠幾乎是不可壓縮的，應變很小，但是在拉伸時，應變很大。
3. 狀態非線性。絕大部分有限元分析都不是簡單的零件分析，而且復雜的裝配體分析，很多的零件之間會存在接觸或者分離的狀態變化。比如齒輪的嚙合，兩個齒輪會存在接觸和分離的狀態變化，這時候結構剛度就會因為狀態變化而變化。邊界條件中的接觸就是狀態非線性的一種。

   非線性無疑會增加有限元分析的難度和成本，在我們實際的模型中，以上三種非線性類型往往交叉出現，不僅具有材料非線性、幾何非線性，還有狀態非線性。對于此類問題，新手往往難以完成計算設計以實現計算收斂，下面簡單介紹相關非線性計算的收斂技巧。