在金融经济学中，近半个世纪里以线性、均衡和理性为代表的的范式一直支配着资本市场的研究，在此基础上形成了有效市场假说和各种定价模型。但是学者们对这些理论的质疑从始至今就没有停止过。二十世纪八十年代非线性科学的兴起及其在经济领域的应用，许多学者开始从系统动力学的角度对资产价格的行为做出新的解释，这使我们看到了金融理论与实际的沟壑有了弥合的可能。传统的金融理论认为期货价格的变动符合随机游走模型，而现实的期货市场是一个复杂的非线性动力学系统，其真实的价格行为和市场特征与经典金融理论有很大出入，这一点已被国内外许多学者的实证研究所证实。本文以非线性科学中的混沌和分形理论为基础，以我国期货市场的主要期货品种铜、大豆和硬麦为研究对象，揭示隐匿在貌似随机的价格波动背后的非线性特征和结构。本文首先简述了非线性科学的两大分支——混沌理论和分形理论的发展以及对经济学和金融学研究的影响，在此基础上对我国期货市场的非线性特征进行了实证研究。首先，通过正态性检验、序列相关性检验和波动异方差效应检验，我们发现我国期货市场收益率分布存在“尖峰厚尾”现象，三个品种的收益率序列存在不同程度的序列相关性；连豆和沪铜存在显著的ARCH效应，实证结果表明我国期货市场确实存在非线性特征。然后，在对我国期货市场的分形结构检验中，我们通过R／S分析发现三个品种的H指数都大于0.5，并且具有非周期循环的特征，这表明我国期货市场符合分数布朗运动。在对我国期货市场的混沌结构检验中，我们得到了三个品种吸引子的分数维和正的L指数，因而表明期货市场的动力学行为是混沌的。最后对我国期货市场的非线性的原因进行了总结。我国期货市场的运行规律符合耗散系统的特征。期货投资者的决策偏差以及价格波动的正反馈机制是期货市场非线性特征的重要原因。