随着社会不断发展,建筑材料、制作、施工和软件辅助设计技术等获得极大的进步,当代建筑表皮已脱离欧几里得几何的限制,呈现出更为丰富多样的形态,均衡、稳定、对称和统一等传统建筑设计法则已不能完全反映新时代文化和精神的需要,转而出现大量以动势、变化和复杂等为特征的非线性建筑形式。本文基于非线性建筑表皮的概念及发展历程,依据建筑仿生、混沌非线性思维、分形和拓扑几何理论,按形体特征把非线性表皮归纳为:直纹几何曲面表皮、常规双曲面表皮、自由双曲面表皮、折叠拼合表皮四种基本类型;在此基础上,对非线性表皮形态分析和设计深化的关键点:曲率与连续性分析、建造优化、分格优化、结构框架优化进行了深入探讨,并重点研究了数字技术和参数化设计在非线性表皮造型、形态分析和深化设计过程中的应用。最后,笔者结合工作期间参与设计的泰禾中央广场会所、海花岛交通枢纽、济南历下区商务服务中心、科兴科技园D座等实际项目案例,运用参数化设计和建筑信息模型（BIM）工具手段,对四类非线性表皮的生形逻辑、结构特点、分格优化和细部构造进行了深入分析,并对设计深化过程中的定位加工、图纸深化、曲面排水、弯扭空间结构深化和造型拼接构造等重难点问题做了深入研究。本文对非线性表皮的概念理论、类型、形态分析和深化设计要点均做了细致的分析,并结合实际工程项目案例进行分类研究,对非线性建筑表皮的造型推敲和详细设计具有较大参考价值。