Die Oberfläche eines Werkstoffs ist die Grenzschicht zwischen dem Festkörper und seiner Umgebung (Gas, Flüssigkeit oder anderem Festkörper). Sie unterscheidet sich strukturell, chemisch und energetisch deutlich vom Volumen und bestimmt zahlreiche funktionale Eigenschaften, etwa Benetzbarkeit, Adhäsion, Reibung, Verschleiß, Korrosions- und Biokompatibilität.

Wesentliche Kenngrößen sind die Oberflächenrauheit (topographische Mikro- und Nanostrukturen), die Oberflächenenergie sowie die Oberflächenchemie (z.B. Oxidschichten, Adsorbate, funktionelle Gruppen). Über die Oberflächenenergie werden makroskopische Phänomene wie Kontaktwinkel und damit hydrophobe, hydrophile oder superhydrophobe Oberflächen beschrieben.

Durch Oberflächenstrukturierung auf Mikro- und Nanoskala (z.B. Laserstrukturierung, Lithographie, Ätzverfahren) lassen sich gezielt Funktionalitäten einstellen, etwa reduzierte Reibung, optische Effekte oder gezielte Zelladhäsion. In Kombination mit chemischer Modifikation spricht man von Funktionalisierung von Oberflächen, die z.B. antimikrobielle, anti-fouling oder katalytisch aktive Oberflächen ermöglicht.

Die Oberflächenqualität umfasst neben der Rauheit auch Defekte, Kontaminationen und Schichtintegrität und ist kritisch für Haftfestigkeit von Beschichtungen, Löt- und Fügeeigenschaften sowie Zuverlässigkeit in elektronischen und biomedizinischen Anwendungen. Oberflächentechnik nutzt mechanische, chemische und physikalische Verfahren (Beschichtungen, Plasmabehandlungen, thermochemische Diffusion), um gezielt von der Oberfläche her die Bauteileigenschaften zu optimieren, ohne das Grundmaterial volumig zu verändern.