При расчетах нелинейных цепей чаще всего пользуются аналитическим представлением характеристик нелинейных элементов. В большинстве случаев основой для такого представления являются экспериментально полученные данные. Поэтому задача получения аналитического описания характеристики элемента сводится к аппроксимации соответствующей зависимости, представленной в табличной форме. Выбор аппроксимирующей функции определяется как характером нелинейности, так и используемым расчетным методом, а также диапазоном изменения расчетных величин. Например, при анализе нелинейной электронной цепи в малосигнальном режиме характеристики нелинейных элементов линеаризуются в окрестности рабочей точки. Это приводит к расчету линейной цепи, в которой нелинейные элементы заменены их дифференциальными параметрами в рабочей точке.

 При аппроксимации характеристик нелинейных элементов f = f(x) всех видов чаще всего используют полиномы f = k₁ + k₂x + k₃x² + ..., степенные функции f = kx^a, экспоненты f = k₁ e^ax + k₂ или другие простейшие трансцендентные функции, характер которых отвечает виду аппроксимируемой зависимости.

Определение коэффициентов аппроксимирующих функций осуществляется методами интерполяции, среднеквадратичного или равномерного приближения, рассматриваемыми в курсе численного анализа.

При необходимости охвата широкого диапазона изменения переменных используют различные аппроксимирующие выражения на отдельных интервалах изменения переменных. Из них наиболее распространена кусочно-линейная аппроксимация, при которой в каждом отдельном интервале аргумента (x_k, x_k+1) функция аппроксимируется линейным отрезком

где f_k и f_k+1 — значения аппроксимируемой функции на границах интервала, Df_k = f_k+1 – f_k, Dx_k = x_k+1 – x_k.

Более точной является аппроксимация характеристик сплайнами — кусочная аппроксимация с помощью кубических парабол на отдельных интервалах (x_k, x_k+1). Их параметры выбирают из условий непрерывности функций f(x), их первых и вторых производных в граничных точках интервалов x_k.

Для реализации перечисленных методов — среднеквадратичного приближения, кусочно-линейной и сплайновой аппроксимации  — имеются специальные вычислительные программы. Их целесообразно применять при высоких требованиях к точности расчета нелинейной цепи. Если целью расчета является лишь получение качественных оценок, то можно использовать более простую и более грубую аппроксимацию. Иногда подобный путь позволяет получить аналитическое решение нелинейной задачи. Предельное упрощение достигается при условной линеаризации нелинейного элемента — линеаризации нелинейных членов уравнений цепи, мало влияющих на ход процесса.