Gerçek hayatta karşılaşılan çoğu problem için geliştirilen karar modellerinin kısıtlarında ve amaç fonksiyonunda doğrusal ilişkileri gözlemek zordur. Karar modelinin kısıtlarından en az biri veya amaç fonksiyonunun doğrusal olmadığı durumlar için geliştirilen kavram ve teknikler, matematik programlama tanımında değinildiği üzere, doğrusal olmayan programlama başlığı altında incelenmektedir. Dorusal olmayan programlama problemini çözen etkin bir yöntem ve genel bir algoritma geliştirilememiştir. Ancak amaç fonksiyonu ve kısıtların yapılarına göre özel modellerin çözüm teknikleri söz konusudur .

Doğrusal olmayan programlama geniş bir yelpazede uygulama alanına sahiptir. İşletme ve ekonomi problemlerinde geniş ölçüde uygulanmasının yanısıra, optimal kontrol, yapısal dizayn, mekanik dizayn, elektrik şebekeleri, su kaynakları yönetimi, stokastik kaynak tahsisi gibi alanlar sadece ilk akla gelen alanlardandır .  

Bu kısımda, Lagrange çarpanları ve Kuhn-Tucker koşulları üzerinde kısaca durulacaktır. Doğrusal olmayan programlama için geliştirilen bazı algoritmalar ve bazı özel doğrusal olmayan programlama türleri ilerideki kısımlarda çalışma konusu olacaktır.