载荷F(或T)与变形F(或4)之间的关系曲线称为弹簧的特征线。

弹簧特征线大致有三种:

①线性;②增量类型;③减少类型。

有的弹簧特征线可以是以上两种或三种类型的组合，称为组合式特征线。例如，截断的圆锥螺旋弹簧特征线的初始加载截面为线性，当变形达到一定程度时，特征线逐渐增大。碟形弹簧的特征线在开始时逐渐减小，在结束时逐渐增大。整个特征线为s形。另一个例子是环形弹簧的特性线，加载时为线性，卸载时逐渐增大。组合弹簧也可以得到组合特征线，如两个不同高度的平行组合螺旋弹簧的特征线所示。在载荷开始时，只有一个弹簧在承载载荷，因此特征线就是被加载弹簧的特征线。当受载弹簧在荷载作用下变形到一定程度时，另一根弹簧也开始承担荷载，这时特征线开始变为受载两根弹簧的特征线，因此其斜率发生变化。

载荷增量dF(或dT)与变形增量dF(或D4)之比，即产生单位变形所需的载荷，称为弹簧的刚度。对于压拉弹簧，弹簧的刚度为:弹簧的刚度=载荷增量/变形增量。对于扭转弹簧，其刚度为:扭转刚度=载荷增量/变形增量

特性线为增量弹簧，刚度随载荷的增加而增加;减小型的刚度随荷载的增加而减小。对于线性弹簧，其刚度不随荷载的变化而变化，即:

弹簧刚度=载荷增量/变形增量=弹簧载荷/弹簧变形=常数

扭转刚度=载荷增量/变形增量=扭矩/扭转变形角=常数

因此，对于具有线性特性线的弹簧，其刚度也称为弹簧常数。由弹簧的单位力产生的变形，即弹簧刚度的倒数称为柔度。

弹簧的特性线对弹簧类型的设计和选择起着指导作用。从截断后的旋涡弹簧的特征线可以看出，当载荷达到一定程度时，弹簧的刚度急剧增加。由于这一特性，当弹簧受到过大载荷时，弹簧的变形增加相对较小，可以起到保护弹簧的作用。因此，具有这种特性线的弹簧适用于空间小、载荷大的场合。如果空气弹簧有高度控制阀，其特征线为s形，这是车辆悬架装置的理想状态。这是因为在曲线中间的刚度较低，在拉伸和压缩行程结束时刚度逐渐增加。这确保了车辆在正常运行时是柔软的，而空气弹簧在崎岖的道路上被大大拉伸和压缩，逐渐硬化，从而限制了车身的振幅。环形压缩弹簧或平板弹簧的特征线表明，在加载和卸载过程中，弹簧消耗了部分摩擦功或能量。因此，具有这种特性线的弹簧适用于阻尼和缓冲。

在设计弹簧时，可以通过分析的方法来计算其特征线。但即使是最精确细致的计算，其结果与实际值总是有一定程度的差异，这是由于弹簧制作不可避免地存在一定的工艺误差，以及材料组织不绝对统一所造成的。因此，在设计弹簧时，如需要保证特性线的要求，必须进行测试，反复修改相关尺寸，最终达到所需的特性线。

在设计非线性线性弹簧时，应考虑一些静态变形。静态变形指的是十字路口的切线与水平轴通过任意点特征线,和切的投影点和点的距离在横轴上,即变形fs,称为静态变形相应的负载fs的切点。