Une fusion superficielle ou fusion de surface est la fusion des couches superficielles d'un matériau solide.
En métallurgie, la fusion superficielle est la fusion, à l'aide d'un faisceau laser ou d'une torche à plasma, d'une mince couche superficielle d'un métal ou d'un alliage afin d'en améliorer les propriétés de surface. En physique, la fusion superficielle est la formation d'un film quasi-liquide à la surface d'un solide, un peu en dessous de son point de fusion ou de la température de son solidus.