Im Gegensatz zur Kleinsignalwechselstromanalyse (D.1.3) werden bei der nichtlinearen Wechselstromanalyse die nichtlinearen Elemente im Arbeitspunkt nicht linearisiert. Dadurch ist diese Methode auch für große Wechselsignale, wie sie z.B. in Endverstärkern auftreten, geeignet. Bei der nichtlinearen Wechselstromanalyse ist nun jedoch ein nichtlineares komplexes Gleichungssystem aufzulösen. Eine zusätzliche Schwierigkeit ist die Entstehung von Oberwellen und Intermodulationsfrequenzen. Da die nichtlineare Wechselstromanalyse durch eine Transienten Analyse (D.1.2) mit sinusförmigen Signalquellen simuliert werden kann, ist die nichtlineare Wechselstromanalyse praktisch in keinem Netzwerkanalyseprogramm implementiert.