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复杂性是复杂系统的基本属性。现在人们所提到的复杂系统与简单系统有着质的差别。主要体现在以下几个方面 [3] 。
（1）多样性：系统总是由性质不同的要素组成的，完全相同的要素无法组成系统。这些要素以线性或非线性的关系组合在一起。这样的多样性不仅存在于系统内部，也存在于系统外部的环境以及内外联系之中。
（2）多层次性：任何复杂系统都由许多子系统按照一定层次组成，层次性使得系统或子系统的整体性能得以涌现，并且具有多种性能。
（3）整体性（涌现性）：对于复杂系统来说，由于具有较多层次，各层的子系统具有由于下一层集成而涌现的新功能，而子系统向上集成又使得上一层涌现出新的性能，这些新的性能不但不是其组成部分性能的简单加和，而且汇聚有完全不同的特性。因为各层的子系统之间是既竞争又协作的，因此出现各种新的性质。整体涌现性主要是由组成单元按照系统结构方式相互作用、相互制约而产生的，结构不同，结果也不同，因此表现为结构效应。
（4）开放性：复杂系统是开放的系统，与环境有着密切的联系，这种联系是复杂的、多样的。
（5）非线性：这是系统产生复杂性的主要根源。非线性意味着无穷的多样性、差异性、可变性、非均匀性、奇异性、创新性。只有在非线性的条件下才有可能出现不同状态产生相同的结果，同一系统在不同初始条件下产生不同的结果，正是非线性导致的多样性。
（6）动态演化性：复杂系统总是不断从一种状态变化到另一种状态。平衡和稳定是一种趋势，但不平衡、矛盾、波动才是系统的常态。复杂系统的结构、功能、行为处在不断变化的过程中。有渐变也有突变，渐变是突变的基础。通过自适应、自组织作用，系统进行演化，总的趋势是进化，但是也有一些性能在退化。
（7）不确定性：不确定性来源于某些因素的随机性。特别是由于系统的非线性作用，系统的参数、环境、初始条件的微小变化会引起系统行为的巨大差异。由于系统的内外因素和条件都在变化着，所以系统就呈现出多种形态。
（8）不稳定性：在新结构代替旧结构的突变过程中，只有旧结构失稳，系统才能经过一系列不稳定的中间态，进入新的稳定状态。
（9）自组织性：复杂系统作为开放系统，在大量子系统的合作下，不断调节适应，出现宏观上的新结构，这是自组织作用的结果。
上述的特性之间都是相互影响和相互关联的，这种影响和关联，形成了系统的复杂性。