模具表面處理是通過表面涂覆、表面改性或復合處理技術，改變模具表面的形態、化學成分、組織結構和應力狀態，以獲得所需表面性能的系統工程。
從表面處理的方式上，又可分為：化學方法、物理方法物理化學方法和機械方法。雖然旨在提高模具表面性能新的處理技術不斷涌現，但在模具制造中應用較多的是滲碳、滲氮和硬化膜沉積。
模具滲碳的目的，主要是為了提高模具的整體強韌性，即模具的工作表面具有高的強度和耐磨性。由此引入的技術思路是，用較低級的材料，即通過滲碳淬火來代替較高級別的材料，從而降低制造成本。
滲氮工藝有氣體滲氮、離子滲氮、液體滲氮等方式。每一種滲氮方式中，都有若干種滲氮技術，可以適應不同鋼種不同工件的要求。由于滲氮技術可形成優良性能的表面，并且滲氮工藝與模具鋼的淬火工藝有良好的協調，同時滲氮溫度低滲氮后不需激烈冷卻，模具的變形極小，因此模具的表面強化是采用滲氮技術較早，也是應用最廣泛的。
硬化膜沉積技術目前較成熟的是CVD、PVD。為了增加膜層工件表面的結合強度，現在發展了多種增強型CVD、’PVI)技術。硬化膜沉積技術最早在工具(刀具、刃具、量具等)上應用，效果極佳，多種刀具已將涂覆硬化膜作為標準工藝。模具自上個世紀80年代開始采用涂覆硬化膜技術。目前的技術條件下，硬化膜沉積技術(主要是設備)的成本較高，仍然只在一些精密、長壽命模具上應用，如果采用建立熱處理中心的方式，則涂覆硬化膜的成本會大大降低，更多的模具如果采用這一技術，可以整體提高。
模具在工作中除了要求基體具有足夠高的強度和韌性的合理配合外，其表面性能對模具的工作性能和使用壽命至關重要。這些表面性能指：耐磨損性能、耐腐蝕性能、摩擦系數、疲勞性能等。這些性能的改善，單純依賴基體材料的改進和提高是非常有限的，也是不經濟的，而通過表面處理技術，往往可以收到事半功倍的效果，這也正是表面處理技術得到迅速發展的原因。
