Обсуждаются современные методы анализа поверхности и перспективы их использования для решения фундаментальных и прикладных задач материаловедения. Основное внимание уделено методам рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением (РФЭС УР), сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) и рентгеновской фотоэлектронной дифракции (РФД). Совместно данные методы позволяют изучать химический состав и структуру поверхности, исследовать электронную структуру твердых тел, получать изображения поверхности с атомарным разрешением, манипулировать атомами на поверхности и изучать процессы, протекающие на поверхности. В работе рассматриваются примеры использования РФЭС, РФД и СТМ для задач surface science, в частности, обсуждаются результаты исследований взаимодействия реактивных газов с поверхностями d-металлов.