表面合金化可采用的热源包括等离子体、电子束、激光束、离子束、微波、超音速火焰等。表面合金化可以实现提高零件表面的耐磨性、耐蚀性、抗疲劳性、抗氧化性、防辐射性等多种性能，延长零件使用寿命。随着科学技术的发展，各种机械、装饰、物理（磁、光、声、电、绝缘等）、特殊功能（催化、红外、隐身、防辐射、自润滑、抗老化等）的薄膜及各种涂层相继产生，表面合金化技术已不仅是提高金属材料使用寿命的方法，也成为一种重要的材料制备方法。表面合金化由于其渗透性和工程实用性，应用遍及机械、石油、化工、冶金、交通、能源、环保、核能、航空航天等领域。

材料表面合金化技术在融合真空技术、电子技术、物理、化学、材料、冶金等多学科的基础上，结合等离子体、离子束、电子束、激光束、微波技术的发展，把材料表面与基体视作一个统一的系统进行设计，以最经济有效的方法改变材料表面及近表面区的形态、化学分成和组织结构，赋予其新的复合性能，从而获得新构思、新材料、新器件和新应用。

按实现手段表面合金化可分为：①改变金属表面的合金成分。可以使工件表面和心部具有不同的性能，从而提高工件的耐磨性、耐蚀性和抗高温氧化性能等。主要有热扩渗、渗镀等。技术特点是：渗层与基体金属之间是冶金结合，结合强度很高，渗层不易脱落或者剥落。②金属表面覆盖技术。表面覆盖层即表面合金层，根据其厚度及特点，又可分为精密表面冶金、涂层表面冶金和薄膜表面冶金。精密表面冶金又称为离子冶金，包括离子注入、离子混合法、离子扩散法。其特点是处理时基体温度在室温或超低温，没有尺寸变化，改性层范围在10～100原子层厚。涂层表面冶金包括熔烧、堆焊、热喷涂、喷熔、高能束（电子束、离子束、激光束）热源涂熔。其特点是处理时基体温度等于或低于熔点。薄膜表面冶金包括真空蒸发沉积（气相沉积、反应性气相沉积、电场沉积、反应性电场沉积）、离子涂覆。其特点是用等离子作媒介，但处理时基体温度在室温附近。③改善金属表面的金相组织，使表层组织强化。包括感应加热淬火，电子束、激光等高能量密度的表面处理。经表面预处理后，通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理，改变固体金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态，以获得所需表面性能。