ระบบเกมไม่เป็นเส้นตรง (อังกฤษ: Nonlinear gameplay) คือระบบในวิดีโอเกมที่เปิดโอกาสให้ผู้เล่นสามารถเลือกทำภารกิจได้โดยไม่จำเป็นต้องมีลำดับการเล่นเหมือนกัน ผู้เล่นแต่ละคนอาจเห็นภารกิจเพียงบางอย่าง และบางภารกิจอาจเล่นได้โดยไม่ต้องเรียงลำดับ ในทางกลับกัน วิดีโอเกมที่มี ระบบเกมเป็นเส้นตรง (อังกฤษ: Linear gameplay) จะให้ผู้เล่นเผชิญหน้ากับภารกิจตามลำดับที่เกมกำหนดไว้ ผู้เล่นทุกคนจะเห็นทุกภารกิจและเห็นในลำดับเดียวกันเกมที่ไม่เป็นเส้นตรงจะให้อิสระแก่ผู้เล่นมากกว่าเกมที่เป็นเส้นตรง ตัวอย่างเช่น เกมที่ไม่เป็นเส้นตรงอาจจบเนื้อเรื่องได้โดยมีลำดับของเกมที่หลากหลาย มีตัวเลือกให้เลือกระหว่างทางสู่ชัยชนะ หรือภารกิจย่อยหรือเนื้อเรื่องย่อยที่ไม่บังคับเล่น บางเกมมีองค์ประกอบทั้งเป็นเส้นตรงและไม่เป็นเส้นตรง และบางเกมเป็นเกมโลกเปิดที่ให้ผู้เล่นสำรวจสิ่งแวดล้อมในเกมได้อย่างอิสระนอกเหนือจากจุดประสงค์หลักของเกมเกมที่ไม่เป็นเส้นตรงบางครั้งเรียกว่า ระบบเกมปลายเปิด หรือ แซนด์บอกซ์ แม้ว่าการเรียกเกมแบบนี้ด้วยคำนั้นไม่ถูกต้อง[1][2][3][4] และถูกกำหนดว่าการเล่นเกมดังกล่าวไม่มี "ทางที่ถูกต้อง"[5] ลำดับของระบบเกมแบบปลายเปิดเป็นระบบเกมแบบฉุกเฉิน ไม่ว่าจะตั้งใจหรือไม่[4]