为了表征激光熔覆涂层的弹性模量，提出了一种基于激光超声表面波技术的无损表征方法。首先，建立了表面波在涂层-基体两层结构中传播的理论模型，通过理论求解表面波的波动方程，得到了带涂层结构的表面波理论频散曲线。其次，通过激光超声设备在激光熔覆涂层不同区域采集表面波信号，并利用二维傅里叶变换得到了表面波的实验频散曲线。为了求解表面波传播的逆问题，得到涂层的弹性模量，采用非线性回归方法，通过最小化实验频散曲线与理论频散曲线之间的差异，确定了涂层不同区域的弹性模量。根据涂层上不同区域弹性模量的差异，可反映出激光熔覆涂层组织的不均匀性。利用激光超声表面波技术评价激光熔覆涂层的弹性模量，具有一定的工程应用价值，可为改善激光熔覆工艺提供技术保障。