Óptica não linear (ONL) é o ramo da óptica que descreve o comportamento da luz em meios não lineares, isto é, em meios em que a polarização dielétrica P do material não é proporcional ao campo elétrico E da luz. Propriedades ópticas não lineares são tipicamente observadas quando a radiação incidente apresenta intensidade elevada, ou seja, quando o campo elétrico da luz é comparável ​​aos campos elétricos interatômicos, tipicamente 10⁸ V/m. As altas intensidades necessárias são usualmente fornecidas por lasers pulsados. Nesse caso, as propriedades ópticas dos materiais são alteradas em consequência da propagação da luz de alta intensidade em seu interior. Na óptica não linear, o princípio da superposição deixa de ser válido.