改善机械零件和构件表面性能，提高疲劳强度和耐磨性能的工艺方法。表面强化有时还能提高耐腐蚀性能。承受载荷的零件表面常处于最大应力状态，并在不同的介质环境中工作。因此，零件的失效和破坏也大多发生在表面或从表面开始，如在零件表层引入一定的残余压应力，增加表面硬度，改善表层组织结构等，就能显著地提高零件的疲劳强度和耐磨性。

表面强化方法一般可分为表面热处理、表面化学处理（见化学热处理）和表面机械处理。

表面机械处理主要有喷丸、 激光冲击和滚压三种方法。

利用大量高速运动的珠丸打击零件表面，使表面产生冷硬层和残余压应力。喷丸强化效果与喷丸参数（丸子的速度和在零件上散布密度等）、零件材质和表面状态有关。对于材料强度高、零件表面有应力集中、表面粗糙或有表面缺陷的零件，喷丸强化有显著的效果。在喷丸前将零件加载，使它预先产生与工作状态下同方向的变形，然后在变形的零件表面上喷丸，这种方法称为应力喷丸。用这种方法可得到较普通喷丸更高的疲劳极限。

用淬火的钢辊子在零件表面进行滚轧的强化方法。滚压使零件表面产生塑性变形和残余压应力，能显著提高零件的精度和降低表面粗糙度。滚压强化效果与滚压参数（滚压力和辊子半径等）、零件材料、尺寸和形状有关。滚压方法只能用于形状简单的机械零件。