در چند دهه اخیر با گسترش روز افزون بازارهای سرمایه، بررسی عوامل مؤثر بر بازده سهام به یکی از مهم ترین و پر بحث ترین موضوعات مدیریت مالی تبدیل شده است. در این بین عامل اندازه شرکت یکی از اصلی ترین عواملی بوده که در مطالعات مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش از بین شرکت های پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران، 70 شرکت در طی سال های 1387 تا 1394 انتخاب شده است. جهت آزمون این فرضیه، از مدل رگرسیونی چند متغیره مبتنی بر داده های ترکیبی استفاده شد.در مطالعات پیشین در چارچوب مدل چند عاملی فاما و فرنچ؛ رابطه بین اندازه شرکت و بازده سهام به صورت یک رابطه خطی ساده بررسی شده، در حالی که ممکن است این رابطه به شکل خطی نباشد. در پژوهش حاضر با اضافه کردن مربع عامل اندازه شرکت به مدل فاما و فرنچ، فرضیه رابطه غیر خطی اندازه شرکت و بازده سهام مورد آزمون قرار گرفته است. نتایج برآورد مدل نشان داد که ضرایب متغیرهای اندازه شرکت و شکل مربع آن به ترتیب مثبت و منفی و از لحاظ آماری معنادار می باشند که به مفهوم تأیید رابطه غیر خطی بین اندازه شرکت و بازده سهام در بورس اوراق بهادار تهران است.