本发明提供的是一种蒸汽轮机叶片表面的激光淬火与时效处理复合强化方法。对火电蒸汽轮机叶片表面进行激光淬火，之后进行时效处理，所述的激光淬火采用矩形光斑。本发明对火电蒸汽轮机叶片表面进行激光淬火，之后进行时效处理，能在保持金属心部硬度和韧性不发生变化的同时，获得具有一定深度和硬度的表面淬硬层，提高金属表层的硬度、防水蚀性等。本发明具有工艺简单、操作方便、成本低、效率高的技术特点，适合于航空发动机叶片、燃气轮机叶片和蒸汽轮机叶片的表面强化。