Den 38-åriga spinnaren skeppade sidan till division två titeln 2015.
"Vi har en mycket speciell uppsättning spelare för tillfället och det är en stor ära att kunna leda dem ut på fältet", berättade han klubbens webbplats.
"Främjande förra säsongen var bara början på vad vi kan uppnå. Jag ser fram emot att få spela min roll i vår fortsatta utveckling."
Batty är för närvarande i sin andra trollformel på The Oval, efter att ha spelat för Surrey mellan 1998 och 2001 innan han återvände till södra London före 2010 års kampanj.
Han utsågs kapten i början av detta år och tog 40 första klassens wickets i genomsnitt 28.17 förra säsongen som Surrey vann befordran till Division One.
"Batts spelar en otroligt viktig del av vad vi försöker uppnå på Surrey," chef för cricket Alec Stewart sade.
"Han har visat verkliga ledarskapsegenskaper på och utanför fältet och hans allsidiga bidrag till de framsteg vi gör bör inte underskattas."
Surrey kapten Gareth Batty har tecknat ett nytt kontrakt som kommer att hålla honom på klubben fram till slutet av 2017.