在眾多廢塑料的資源化回收利用方式中，熱裂解是一種相對環保、經濟可行且具有規模化處置前景的技術，具有預處理需求低、效率高、成本低、排放低、技術簡單等優勢，被視為塑料資源化利用技術的最佳方法之一，其能量消耗僅約廢塑料總能量的10%。

采用熱解法對廢塑料進行處置是指在無氧條件下（惰性氣氛或真空）通過高溫（300~900°C）使聚合物分子鏈斷裂，將其轉化為以碳氫化合物為主的小分子產物（包括鏈烴、環烴及芳烴等）。由于塑料本身即石化工業的產物，將其通過熱化學手段轉化為石油餾分或其他石油化工產品無疑具有更高的原子利用率。與傳統的填埋及焚燒手段相比，熱解能夠大大降低溫室氣體排放、減少填埋滲濾液的產生，并能實現熱解產物的快速商品化。熱解油可直接用作燃油或者提取高價值組分用于化工生產，是該過程最主要的高附加值產物；熱解炭可用作固體燃料，或部分石化過程的原料，或用以制作吸附材料。熱解氣以烴類為主，可通過純化、提質等步驟被進一步資源化利用，也可直接用做燃氣，用以滿足熱解過程中的能量需求。

塑料熱裂解反應示意圖

塑料熱裂解主要遵循自由基反應機理，裂解過程中發生的反應如上圖所示。在熱解過程中，分子結構中具有雙鍵的聚合物（例如橡膠和PVC等）傾向于遵循交聯降解機理，反應過程中碳鏈發生縮合與重排，導致產物中存在大量環狀產物；具有飽和結構的聚合物（例如PE、PP等），往往遵循線性隨機斷鏈機理/鏈端斷鏈（即解聚）機理；隨機斷鏈指C–C鍵的斷裂于分子鏈中的隨機位置發生，斷裂后形成兩條較短的分子鏈，而鏈端斷鏈則指斷裂發生于鏈端的C–C鍵，斷裂后形成一條較短的分子鏈及一分子單體。在聚合物結構中不存在芳環（例如PE、PP等）的情況下，熱解往往產生非環狀產物，然而適宜的熱解參數將會加快雙烯合成反應等副反應，從而促進鏈狀產物的環化反應。