La morfología de la superficie impacta significativamente en el rendimiento y la durabilidad del material. Para obtener una comprensión más profunda del impacto del tratamiento de peening por láser (LSP) en la morfología de la superficie de los materiales y explorar estrategias de tratamiento LSP más optimizadas, este estudio presenta una investigación sobre la morfología de la superficie del acero 20CrMnTi tras el tratamiento LSP. A través de la aplicación de análisis estadístico, el estudio examina las variaciones de morfología de la superficie inducidas por tratamientos LSP repetitivos de un solo punto y múltiples tratamientos LSP. Los resultados experimentales demuestran alteraciones significativas en la rugosidad de la superficie y la distribución de la altura de los picos después de los tratamientos LSP, acompañadas por la presencia de alta amplitud de tensión residual compresiva (CRS). Además, se encuentra que la profundidad de las indentaciones inducidas por láser está estrechamente relacionada con el número de impactos, y el ángulo de incidencia del láser exhibe una influencia discernible en la textura direccional y la periodicidad de las superficies impactadas. Esta investigación también propone un método para estimar las variaciones de la morfología de la superficie después del tratamiento LSP mediante el análisis de patrones de impacto, ofreciendo así el potencial para mejorar el rendimiento de fricción y desgaste de las superficies impactadas a través del ajuste de la posición de la región de impacto durante el tratamiento LSP en múltiples capas.