Геометрическую характеристику поверхности составляют шероховатость, волнистость, направление следов обработки деталей. Шероховатость поверхности зависит от свойств обрабатываемого материала и инструмента, режимов резания, вида обработки и др.
При недостаточной жесткости крепления детали или инструмента (резание с вибрациями) возникает волнистость, которая характеризуется периодически повторяющимися выступами и впадинами. На эксплуатационные свойства детали влияет высота выступов. Ее обычно измеряют профилографами. Направление следов механической обработки относительно рабочего движения детали оказывает заметное влияние на износостойкость детали. Поэтому необходимо указывать направление неровностей поверхности.
Детали, работающие под большими нагрузками, должны иметь следы обработки, пересекающиеся с направлением рабочего движения. Кроме параметров шероховатость поверхности оценивают средним шагом неровностей Sm, средним шагом неровностей по вершинам 6 и относительной опорной длиной профиля tp, на уровне сечения профиля р. Глубокие риски, шаржирование (абразивными зернами при шлифовании), микротрещины и другие дефекты поверхностного слоя после обработки недопустимы и удаляются при снятии припуска последующей обработкой. В зависимости от требований качества поверхностного слоя выбирают вид механической обработки детали, обеспечивающий отсутствие или минимальную толщину дефектного слоя. Различают понятия достижимой и экономической точности и чистоты обработки. Под достижимой точностью и чистотой понимает максимальную точность и чистоту, достигаемые высококвалифицированным рабочим при неограниченной затрате времени. Однако обеспечение достижимой точности и чистоты экономически неоправдано, поэтому принимают так называемую экономическую точность и чистоту обработки, при которой получают деталь необходимой точности при минимальных затратах на обработку.