建立定量回归方程的目的是找到一个精确描述浓度-响应值关系的模型，而不论是线性还是非线性。如果数据本身不存在显著的线性关系，线性模型将无法建立，此时应考虑数据本身可能属于非线性模型。此时可采用常用的多项式、对数、指数、幂函数等非线性方式对数据进行拟合，其中多项式拟合的适用范围最广。
在ChemPattern中，多项式拟合作为标准方法包括在含量测定步骤中。此外，也可通过ChemPattern中的数据预处理选项实现通过求对数、开方等转换后再采用线性拟合的方式，来实现其余非线性拟合方式中的大多数，如下表所示。