Los últimos decenios del siglo xx asistieron al desarrollo de la ciencia no lineal, expresión que engloba un ingente número de avances en dominios fundamentales de la matemática, con aplicación directa a la física de campos y sistemas macroscópicos y ramificaciones en biología, economía y sociología. Hoy sabemos que en un sistema no lineal, al contrario que en uno lineal, "el todo es mucho más que la suma de sus partes". Es una característica distintiva de la no linealidad la aparición de modos de comportamiento del sistema que, sencillamente, no existen en las aproximaciones lineales de teorías o modelos. Entre esos conceptos "emergentes" de la no linealidad, algunos ya forman parte de la cultura científica popular (por ejemplo, el caos), pero hay otros que, pese a ser menos conocidos, no por ello son menos importantes.
Uno de los conceptos clave no lineales que mayor grado de universalidad han alcanzado en sus aplicaciones a la física y la técnica es el de estructura coherente. Los vórtices, ondas solitarias y frentes de la dinámica de fluidos, las dislocaciones de los sólidos bajo deformaciones plásticas y los solitones de la óptica no lineal, entre otros, son fenómenos que admiten una sistematización teórica en torno a la noción de estructura coherente.