材料表面工程是材料科学的分学科，它主要侧重于研究固体物质的表面。它在化学、机械工程、电气工程（特别是对于半导体制造）方面都有应用。
固体是由块体材料及覆盖其上的表面所组成的。约束块状材料的表面称为表面相，它作为界面将材料与周围环境隔开。被表面覆盖的固体称为体相。固体中的表面相会与周围环境产生相互作用。这种相互作用随着时间的推移会恶化表面相。环境随着时间的推移对表面相产生恶化的原因可能有磨损，腐蚀，疲劳和蠕变。
材料表面工程的内容涉及改变表面相的性质，以减少随着时间推移造成的恶化。这是通过使表面适应于其所用的环境来实现的。
固态相变
表面熔凝
表面涂覆
表面合金化
复合镀
刷镀
激光电镀
化学镀
电解氧化着色
微弧等离子体阳极化
阳极氧化原位合成
塑料喷涂
电弧喷涂
低压等离子喷涂
爆炸喷涂
超音速连续喷涂
热解化学气相沉积
等离子体增强化学气相沉积
激光诱导化学气相沉积
微博等离子体化学气相沉积
金属有机物化学气相沉积
真空蒸镀
离子镀
溅射沉积
表面工程技术已被应用于汽车、航空、导弹、能源、电力、生物医药、纺织、石油、石化、化工、钢铁、电力、水泥、机床、建筑等行业。表面工程技术可用于在所需的基体表面获得各种功能特性，包括物理，化学，电气，电子，磁，机械，耐磨和抗腐蚀特性。几乎所有类型的材料，包括金属，陶瓷，聚合物和复合材料可涂覆于互相类似或不同的材料。也有可能形成的新的涂层材料、分级沉淀和多组分沉淀等。
1995年，表面工程在英国有着100亿英镑的市场。其中使得材料表面耐磨损和腐蚀而延长寿命的涂层，占据了近一半的市场。
近年来，在表面工程领域出现了从古老的电镀到现代工艺的转变，如气相沉积、扩散、热喷涂及采用离子，激光，离子，电子，微波，太阳能光束，脉冲电弧，脉冲燃烧，火花，摩擦和感应加热等先进的热源的焊接。
据统计，在美国，由磨损和腐蚀造成的损失大约有5000亿美元。在美国，大约有9524家企业（包括汽车，飞机，电力和建筑等行业）依赖于23466家表面工程行业的支持。
全世界大约有65个学术机构从事表面工程的研究和教育。
