Un système physique est dit linéaire si les différentes grandeurs de sortie sont liées aux entrées par des équations différentielles linéaires à coefficients constants.
C'est une abstraction mathématiques très utile en automatique, traitement du signal, mécanique et télécommunications. Les systèmes linéaires sont ainsi fréquemment utilisés pour décrire un système non linéaire, soit en ignorant les petites non-linéarités dans l'hypothèse des petits mouvements (voir Systèmes oscillants à un degré de liberté), soit en procédant à une linéarisation optimisée dans le cas contraire.
L'objectif d'une régulation ou d'un asservissement est d'assurer le fonctionne d'un procédé selon des critères prédéfinis par un cahier des charges. Les aspects de sécurité du personnel et des installations sont à prendre en compte comme ceux concernant l'énergie et le respect de l'environnement. Le cahier des charges définit des critères qualitatifs, à imposer qui sont traduits le plus souvent par des critères quantitatifs, comme par exemple, de stabilité, de précision, de rapidité ou de lois d'évolution. Voici quelques exemples d'objectifs qualitatifs : obtenir une combustion air-gaz correcte dans un bruleur, maintenir une qualité constante d'un mélange ed produits, obtenir un débit de fluide constant dans une conduite en fonction des besoins, ou faire évoluer une température d'un four selon un profil déterminé.
