通常固體表面是固體與周圍介質分隔的表面，由不同物理特性的外表面層與內表面層組成，表面層變化的過程十分復雜：

1、接觸表面幾何形狀的變化，由光潔度和表面粗糙度表示。

2、晶體結構的變化，包括晶體結構如點缺陷面缺陷體缺陷、金屬結構變化如晶格變化碳化物生產溶解相變再結晶等。

3、摩擦表面膜的形成，包括環境介質（氣體、潤滑劑）吸附氣體分子膜、化學吸附膜、物理吸附膜、化學反應膜和轉移膜、由潤滑劑生產的聚合物膜等。

下圖是金屬表面層結構簡圖，其中：外表面層自然污染層，包括吸附氣體層和環境介質化合物層（氧化層、硫化物層、氯化物層），是由表面與環境間的化學反應而產生；次表面層，包括畢氏層（表面加工過程中分子材料受熱熔化冷卻形成的，晶體結構細微，比金屬基體更硬，耐磨性也高）、變形層（材料塑性變形形成的氧化層）和金屬基體等；除此之外，通常還有一層潤滑劑膜，以及灰塵、磨屑。所謂“純凈表面”即去掉了所有污染物（灰塵、磨屑、微量潤滑劑、氧化物），在高真空狀況下兩個表面相互附著而避免重新污染，通常的純凈表面是用溶劑清除了油脂、灰塵卻仍有氧化物膜存在的表面，表面間的粘附作用可以忽略。

金屬表面摩擦過程中，表面層的結構特性及生成、破裂、再生的規律對其摩擦性能有很大影響。