化學分解，或稱化學分解，是將單一化學實體（正常分子、反應中間體等）簡化為兩個或多個片段的過程或效果。化學分解通常被認為和定義為與化學合成完全相反。簡而言之，由單一反應物形成兩個或多個產物的化學反應稱為分解反應。分解過程的細節并不總是很明確，但有些過程是可以理解的；需要很多能量來打破鍵。由于所有的分解反應都會打破維系它的紐帶，以便產生成更簡單的基本部分，所以反應會在不同程度上需要某種形式的這種能量。由于這一基本規則，人們知道這些反應大多是內熱反應，盡管也有例外。當暴露在極端的環境條件下，如熱、輻射、濕度或溶劑的酸度，化合物的穩定性最終會受到限制。正因為如此，化學分解往往是一種不受歡迎的化學反應。然而，化學分解正在被用于越來越多的方面。例如，這種方法被用于幾種分析技術，特別是質譜法、傳統的重量分析和熱重分析。此外分解反應今天還被用于其他一些原因，用于生產各種各樣的產品。其中之一是疊氮化鈉[(NaN3)2]的爆炸性分解反應，變成氮氣（N2）和鈉（Na）。正是這個過程為今天幾乎所有汽車中的救生氣囊提供了動力。分解反應一般可分為三類：熱分解、電解分解和光解分解反應。

在將一種化合物分解為其組成成分時，化學分解的一般反應是。AB→A+B一個例子是將水電解成氣體氫氣和氧氣。2H2O(l)→2H2(g)+O2(g)其他例子自發（沒有添加外部能源）分解的例子是過氧化氫，它緩慢地分解為水和氧氣。2H2O2→2H2O+O2這個反應是分解反應的內熱性質的例外之一。其他涉及分解的反應確實需要輸入外部能量。這種能量可以是熱、輻射、電或光的形式。

后者是一些化合物，如許多處方藥，被保存和儲存在黑暗的瓶子里的原因，這減少或消除了光線到達它們并啟動分解的可能性。加熱時，碳酸鹽會分解。一個值得注意的例外是碳酸，（H2CO3）。常見的是碳酸飲料中的氣泡，碳酸會隨著時間的推移自發分解成二氧化碳和水。該反應被寫成。H2CO3→H2O+CO2其他碳酸鹽在加熱時也會分解，產生相應的金屬氧化物和二氧化碳。下面的方程式是一個例子，其中M代表給定的金屬。MCO3→MO+CO2一個具體的例子是涉及碳酸鈣的例子。CaCO3→CaO+CO2金屬氯酸鹽在加熱時也會分解。在這種類型的分解反應中，金屬氯化物和氧氣是產物。這里，M同樣代表金屬。2MClO3→2MCl+3O2氯酸鹽的常見分解反應是在氯酸鉀的反應中，氧氣是產物。這可以寫成2KClO3→2KCl+3O2