Oberflächenwelligkeit bezeichnet jene geometrischen Oberflächenunregelmäßigkeiten mit mittleren Wellenlängen, die zwischen Formabweichung (Gestalt) und Rauheit liegen. Sie entsteht typischerweise durch Prozessschwingungen, Werkzeug- oder Werkstückschwingungen, Wärmeverzug oder Maschinenfehler und wird häufig über eine definierte Filterung des gemessenen Profils (Bandpass‑ oder Cut‑off‑Filter) von Rauheit und Form getrennt.

In der Profilmesstechnik wird die Welligkeit klassisch durch das Wellenprofil W(x) beschrieben, das aus dem gemessenen Primärprofil durch Anwendung genormter Filter (z.B. nach ISO 4287, ISO 16610) gewonnen wird. Charakteristische Kenngrößen sind u.a. die mittlere Welligkeitshöhe Wz und der arithmetische Mittelwert der Welligkeit Wa. In der Flächenmesstechnik (Arealmesstechnik, ISO 25178) werden entsprechende Parameter wie Wsa (arithmetischer Mittenrauwert der Welligkeit) eingesetzt.

Funktional ist die Welligkeit für Kontaktmechanik, Reibung, Dichtwirkung und tribologische Systeme von zentraler Bedeutung. Im Gegensatz zur Rauheit, die vor allem mikroskopische Kontaktbedingungen beeinflusst, bestimmt die Welligkeit makroskopischere Effekte wie Druckverteilung in Dichtflächen, Laufverhalten von Lagern oder das akustische und aerodynamische Verhalten von Oberflächen.

Die präzise Trennung von Welligkeit und Rauheit ist messtechnisch anspruchsvoll, da sie stark von der Wahl der Filterlängen und der Messstrategie (Tastschnitt, optische Topographie, Abtastrate, Messfeldgröße) abhängt. Eine konsistente Definition und Auswertung der Oberflächenwelligkeit ist daher Voraussetzung für die belastbare Korrelation zwischen Fertigungsparametern, Oberflächentopographie und Bauteilfunktion.