Die nichtlineare Planungsrechnung ist ein Teilgebiet des Operations Research. Sie beschäftigt sich mit Optimierungsproblemen, bei denen die Zielfunktion nicht linear ist.

Dabei wird angestrebt, das Optimierungsproblem analytisch zu lösen, da dann eine bewiesenermassen korrekte Lösung vorliegt. Ist das nicht möglich, bieten sich die Linearisierung als Methode an. Dabei wird das ursprüngliche Problem in einem beschränkten Intervall durch ein lineares Problem (siehe lineare Planungsrechnung) approximiert. Des weiteren sind noch heuristische Verfahren, wie Hill-Climbing etc. möglich.

Spezialfälle der nichtlinearen Planungsrechnung sind

• die quadratische Planungsrechnung,
• die konvexe Planungsrechnung und
• die unimodale Planungsrechnung.

Der schwierigste Fall liegt vor, wenn es sich um ein nichtunimodales Problem handelt, da Näherungsverfahren zu einem Suboptimum führen können.