曲线相关又称非线性相关，是指两列伴随相变化的变量，未能形成直线关系。曲线相关有很多种，不能用曲线拟合。

如果现象相关点的分布不表现为直线的关系，而近似于某种曲线方程的关系，例如表现为抛物线、双曲线、指数曲线等非直线形式，则这种关系就是非线性相关。也就是说在两个相关现象中，自变量x值发生变动，因变量y也随之发生变动，这种变动不是均等的，在图像上的分布是各种不同的曲线形式。

例如施肥量和亩产量之间的关系，在一定数量界限内，施肥量增加，亩产量相应增加，但一旦施肥量超过一定数量，亩产量反而出现下降情况，这就是一种非线性相关。