Актуальность работы обусловлена необходимостью разработок и исследования новых методов модификации физико-механических свойств поверхности стальных деталей различных приборов и устройств. Цель работы: исследование комбинированного воздействия ионных и лазерных пучков на физико-механические свойства поверхности конструкционных и инструментальных сталей. Методы исследования: спектрометрия резерфордовского обратного рассеяния, измерение микротвердости по Виккерсу, компьютерное моделирование взаимодействия ионов с твердым телом. Результаты: Экспериментально полученные данные говорят о перспективности комбинированной ионно-лазерной обработки сталей. Найдено, что обработка ионами титана и последующее лазерное термоупрочнение увеличивают микротвердость стали 45 и У8 до 6 раз. Оценены возможности предложенной аналитической методики определения основных параметров полиэнергетической ионной имплантации с использованием вакуумно-дугового ионного источника. Сравнивая результаты моделирования и спектрометрии резерфордовского обратного рассеяния, можно говорить о возможности использования модели для оптимизации процессов ионной имплантации.