特性线为非线性关系的螺旋弹簧有不等节距圆柱螺旋压缩弹簧、截锥螺旋弹簧、截锥涡卷螺旋弹簧以及组合螺旋弹簧等。这类弹簧的载荷与变形呈非线性关系，具有特殊的性能。它们所受的载荷达到一定程度后，在材料截面上的应力是沿材料的长度而变化的，因此，材料的尺寸要根据最大应力确定;弹簧的高度或长度要根据受载后所要求的变形确定。
不等节距圆柱压缩螺旋弹簧，它的节距大小不等。这种弹簧在受载后，当载荷达到一定程度时，随着载荷的增加，从小节距开始到大节距依次逐渐并紧，刚度也逐渐增大。特性线由线性关系变为非线性关系，从而有利于防止弹簧共振和颤振现象的发生。弹簧节距的大小，可以是各个圈之间取成不同的节距，也可以几圈为一组取成几种不同的节距。弹簧节距可以由小到大单向排列，也可以按两端小中间大双向排列。
不等节距螺旋弹簧的设计计算与普通弹簧相同，需要计算的主要是变形和刚度。不等节距圆柱螺旋压缩弹簧相当于多个不同节距弹簧的直列组合。不等节距圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算方法有多种，根据使用的要求，一种是给出载荷与变形的特性曲线方程，根据特性线设计弹簧;另一种是只给几个载荷，使设计的弹簧在给定的变形下满足这些载荷的要求。
对于汽门弹簧之类的弹簧，整个载荷与变形特性线无严格要求。只要使所设计的弹簧在给定的变形下满足给定载荷的要求就行。为了计算简便，一般叮以根据要求，先假定特性线方程或假设圈践i的变化规律，然后进行设计计算！
