切伦科夫辐射的概念源于高能粒子物理，当带电粒子在介质中以超介质光速运动时会产生一种电磁辐射，被称之为切伦科夫辐射。切伦科夫辐射的方向与运动粒子方向之间的夹角称为切伦科夫角，介质中的光速(u)与粒子速度（u'）之比就是切伦科夫角的余弦(cosθ=u'/u)。

光在非线性介质中传播也能产生非线性切伦科夫辐射，实现光的倍频、和频和其他参量过程，这一过程中的切伦科夫角取决于基波光与产生光在晶体中的相速之比。非线性切伦科夫辐射的源是光在介质中产生的非线性极化。对于正常色散的非线性晶体，基波产生的非线性极化总是大于谐波在晶体中的速度，但在单畴的非线性晶体中这个过程的效率很低。也就是说，对于反常色散的非线性晶体，非线性切伦科夫辐射并不存在。

有实验研究表明，在极化晶体的畴壁区域非线性切伦科夫辐射得到极化的增强，这点可能是由于畴壁区域两侧的切伦科夫辐射叠加后的增强效应，也可能部分直接来源于畴壁区域的非线性系数的波动。相关的研究尚未有定论。