德國物理學家Georg Ohm(1789-1854)發現：在同一電路中，電流正比于電勢，反比于電阻。根據歐姆定律公式（I=U/R）：電阻（R）一定的話，電壓（U）越高，電流（I）就越大。在一定的條件下，電路的輸入電壓與輸出電流是個典型的線性系統。
線性系統的動力學行為是由系統的線性（微分）方程組來描述，其數學結構相對簡單，然而，我們的自然界的大部分系統本質上卻是非線性的，即輸入與輸出并不是成正比關系，系統的（微分）方程含有非線性項。相對于線性系統，非線性系統看起來顯然要復雜得多。例如當入射光的強度較大時，介質的極化強度與光強不再是成正比了，這就是所謂的非線性光學，是一個典型的非線性系統。 同樣的道理，如果電壓超過導體的承受范圍或極限，電壓增大，電流就不是隨著電壓一直無限增大；反之電壓減小，電流也不是隨著電壓一直減小。這就涉及到歐姆定律適用條件的研究。例如歐姆定律對氣體導體就不適用，半導體元件電流與電壓不成正比，因為半導體元件電荷數隨電壓變化而變化，導致它們的動態電阻非線性變化，另外溫度非常低時（低于臨界溫度），金屬就從正常體進入超導體，這時候電阻變為零，歐姆定律就不適用了，這些元件叫非線性元件。
