Hồi quy phi tuyến thường được sử dụng khi:

Mối quan hệ giữa các biến là tuyến tính.

Mối quan hệ giữa các biến là không xác định.

Mối quan hệ giữa các biến không phải là tuyến tính.

Dữ liệu không có sự biến đổi.