本发明涉及一种非线性梯度线圈，该非线性梯度线圈包括以阵列形式排列为多段环状线圈组的若干个线圈单元，每个线圈单元被配置为能够独立供电以改变所产生的磁场；每个线圈单元串联有屏蔽导线段，全部线圈单元的屏蔽导线段排列为包围多段环状线圈外层的屏蔽层。本发明的非线性梯度线圈取消了传统线性梯度复杂的绕线，将梯度线圈单元化；且只需使用小电压、小电流来驱动就可以实现空间编码，并且极大缩短了图像采集时间，还能够在实现更高梯度的情况下降低最大磁场强度的变化，从而减少PNS的产生。