الخطية هي خاصية نظام تتميز بعلاقة مباشرة بين المدخلات والمخرجات، تجمع بين التجانس والجمع.

ينص التجانس على أنه إذا تم ضرب المدخل 𝑥(𝑡) في الثابت 𝑐، فإن المخرج 𝑦(𝑡) يتم ضربه في نفس الثابت. رياضيًا، يتم التعبير عن ذلك على النحو التالي:

تعني الجمع أن الاستجابة لمجموع المدخلات المتعددة هي مجموع استجاباتها الفردية. بالنسبة للمدخلات 𝑥_1(𝑡) و𝑥_2(𝑡) التي تنتج مخرجات 𝑦_1(𝑡) و𝑦_2(𝑡)، على التوالي:

ينتج عن الجمع بين التجانس والجمع معادلة النظام الخطي:

تتضمن الأنظمة الخطية دوائر بها مقاومات ومكثفات ومحثات تلتزم بمبدأ التراكب. وعلى العكس من ذلك، تُصنَّف الأنظمة التي تفشل في الامتثال لمعادلة الخطية على أنها غير خطية، مثل المقومات والثنائيات.

النظام السببي هو النظام الذي تكون فيه استجابة التيار مستقلة عن قيم الإدخال المستقبلية. على سبيل المثال، لا يمكن لحركة السيارة التنبؤ بإجراءات القيادة المستقبلية، مما يجعلها نظامًا سببيًا. على النقيض من ذلك، لا يمكن تحقيق الأنظمة غير السببية مثل المرشحات المثالية فيزيائيًا لأنها لا تتبع مبدأ السببية.

تتميز الأنظمة الديناميكية بالذاكرة، حيث يعتمد الناتج على المدخلات الماضية والحالية. ومن الأمثلة على ذلك الدائرة الكهربائية ذات المكثفات أو المحاثات، حيث يتأثر الناتج الحالي بالمدخلات الماضية. أما الأنظمة الثابتة، والمعروفة أيضًا باسم الأنظمة التي لا تحتوي على ذاكرة أو اللحظية، فلديها مخرجات تعتمد فقط على المدخلات الحالية، مثل دائرة المقاومة البسيطة حيث يكون جهد الخرج دالة مباشرة لجهد الدخل الحالي.

إن فهم هذه الخصائص - الخطية والسببية والذاكرة - أمر ضروري لتحليل وتصميم الأنظمة في مختلف المجالات الهندسية.