从动力学角度分析，发生非线性振动的原因有两个方面，即振动系统内在的非线性因素和系统外部的非线性影响。

1. 内在的非线性因素

振动系统内部出现非线性恢复力，这是最直接的原因。例如，单摆（或复摆），当摆角θ>5°时，非线性函数sinθ=θ - θ ³/3！+θ ⁵/5！- ···就不能近似简化为θ 的线性函数，这时系统的恢复力矩M=-mgl (θ - θ ³/3！+θ ⁵/5！- ···) 即为非线性的。又如弹簧振子，只有当振子的位移较小时，恢复力才与位移成正比。当位移较大时，即使仍在弹性形变的范围，其恢复力与位移之间也将呈现出非线性关系，即F=-k1x - k2x ² - k3x ³···。

振动系统在非线性恢复力作用下，即使作无阻尼的自由振动也不是简谐振动，而是一种非线性振动。

如果振动系统的参量不能保持常数，例如描述系统“惯性”的物理量或摆长之类的参量不能保持常数，则形成参量振动一类的非线性振动。如漏摆，其在摆动过程中质量m 和摆长l 均在变化；而荡秋千则是转动惯量和摆长均在变化的复摆。

自激振动也是一种非线性振动，产生这种非线性振动的根本原因仍是系统本身内在的非线性因素。所谓自激振动，就是振动系统能从单向激励中自行有控地吸收能量，将单向运动能量转化成周期性振荡的能量。这种转化不是线性系统所能完成的，所以自激振动是非线性振动。例如，树梢在狂风中的呼啸，琴弦上奏出的音乐，自来水管突如其来的喘振等，都是自激振动的实例。

2. 外在的非线性影响

一种情况是非线性阻尼的影响。例如，当振子在介质中的振速过大时，受到的阻力将是速度的非线性函数，即fr = -k1v - k2v ² - k3v ³ - ···；另一种情况是策动力为位移或速度的非线性函数，即F = F (x, x ², x ³ , ··· , v, v ², v ³, ···)。

只要存在以上所说的一种非线性因素，系统的振动就是非线性的。因此，非线性振动是一种统称，针对具体不同的非线性因素，系统的振动形式是完全不同的。此外，线性振动与非线性振动的最大区别在于：线性振动满足叠加原理，而非线性振动不满足叠加原理。

非线性振动研究的方法及意义

如阅读材料“时空对称性和守恒定律”所述，非线性微分方程是个性极强的数学方程，有解析解的极少。因此，对非线性振动研究的方法基本上是近似简化、图解及计算机处理。