在被塗物表面塗敷一層裝飾性或保護性塗料的整個過程。為獲得堅固性的塗膜，塗料施工常包括底材表面處理、塗漆、固化和塗膜檢驗四個步驟。
底材表面處理 為使塗層堅牢地粘附於被塗底材的表面，必須在塗漆前對底材進行表面處理，處理的方法依底材性質而異。通常，鑄鐵或厚鋼材常用噴砂或噴丸打磨；薄鋼鐵底材要經過除油、除鏽、磷化（浸入以磷酸二氫鋅、磷酸錳鐵或鈣鹽為基液的溶液中，使表面附著上一層層磷酸鹽膜）、鈍化（浸入由可溶性六價鉻和不溶性三價鉻所組成的鈍化液中，使表面上形成一層附著良好並能填孔的防腐薄膜）；木材表面要經過打磨、漂白、清除油脂和封閉處理（不使漆向深層滲入）；新混凝土表面因含有堿析出物，需要用氯化鋅溶液處理；舊混凝土表面則應清除表面疏松物和黴斑。
塗漆 傳統的塗漆方法是塗刷，它不受施工場地、被塗物形狀和面積的限制，工具簡單，但生產效率低，勞動強度大，且漆膜表面易有刷痕，一般多用於傢具、門窗和地板等的塗刷。現代的塗漆方法正向著機械化、連續化和自動化程度高的方向發展。不論用什麼塗漆方法其基本工序都是：①塗底漆，工件經表面處理後，須在規定時間內塗上底漆，以免再度沾污或產生新銹。應根據塗層的質量要求和不同應用范圍，選用不同類型的底漆。若需塗兩道底漆時，前後底漆顏色須有深淺之分，以免漏塗。底漆的塗漆方法多用壓縮空氣噴塗、高壓無空氣噴塗、靜電噴塗或電沉積塗漆（見塗漆方法）。②刮膩子，工件如有不平整處，可全部或局部塗刮膩子（由成膜物質與大量填料配制而成），氧化幹燥的膩子應多次塗刮，每次不宜過厚，否則容易產生表幹裡不幹或日久出現收縮而開裂。每刮完一次，須充分幹燥並用幹或濕砂紙打磨平整。高質量要求的工件應盡量少用膩子。③塗面漆，面漆的道數可根據工作的質量要求和規定的厚度來決定（一般要求塗層均勻，厚薄適度）。④罩清漆，為瞭增加塗層的豐滿度、光澤，有時可在面漆上再塗一層同類成分的清漆。⑤拋光、打蠟，裝飾性要求高的制品（如汽車、傢具等）的塗層，待工件組裝完畢後，可進行拋光、打蠟。
固化 將塗料塗在底材上以後，形成固態連續性附著塗膜的過程，塗料經塗裝後，必須固化成膜才能發揮其作用和功能，塗料的固化類型及機理隨其組成及化學結構的不同而異。一般分為物理固化和化學交聯固化（見表）。
塗膜固化類型和機理
① 物理固化 即非轉化固化，單純由塗料的物理變化而固化成膜的，是熱塑性樹脂形成塗膜的固化過程。若塗料為乳膠漆，濕膜待水分揮發後，乳膠粒子聚結成連續塗膜（圖1a）；
若塗料為溶劑型的(如熱塑丙烯酸系塗料)，噴漆後溶劑揮發便可固化成膜，再遇溶劑時膜會溶解(圖1b)。若塗料為粉末狀的（如聚酰胺粉末塗料），噴塗後加熱熔融成連續塗膜，冷卻固化。塗料成膜物質的分子量在物理固化前後無變化，故成膜物的分子量必須比化學交聯固化的成膜物的高，以保證塗膜的性能。這種成膜物質因分子量大，所以在溶劑中的溶解性差。溶劑型塗料中的溶劑含量60％以上，固化過程溶劑浪費大，造成污染。
② 化學交聯固化 塗料中的成膜物質分子發生化學反應轉化而交聯成膜，成膜後分子量增加，從而其性能達到使用的要求。這種化學交聯反應，有的是在常溫通過與空氣中氧的作用，如長油度醇酸樹脂（圖2a），升溫可加速反應；有的在常溫下反應極慢，需加熱方能進行，如中油度醇酸樹脂、氨基樹脂等（圖2b）。無論是常溫或升溫，一般都要加入催化劑以利於反應的進行。也有的化學交聯是需要吸收輻射能才能進行的。
檢驗 塗料經過塗漆及固化成膜後，必須對塗層進行質量檢驗。通常檢驗的項目有：塗層的厚度、光澤、顏色、硬度、沖擊強度、柔韌性、附著力、耐磨性、耐洗刷性、耐黃變性、耐溫差性、耐濕性、耐鹽霧等，以及對漆膜的天然曝曬與老化檢驗（見彩圖）。功能性塗料必須根據其特定性能作專項檢驗。
塗料天然老化實驗曝曬場