大多數有機化合物遇熱源或高溫時都會出現分解、變軟等不穩定性特征，若將其置于高溫缺氧或無氧的條件下，有機物質將發生裂解反應，轉化為相對分子質量較小的氣態、液態與固態組分，有機物在這種條件下的化學轉化過程稱為熱解。熱解是在低電極電位還原條件下的吸熱分解反應過程，因此，熱解也稱為“干餾”。固體有機廢廢棄物熱解是一個吸熱的過程，熱解過程會發生一系列的復雜的化學反應，主要表現為大分子鍵斷裂為小分子物質的過程，同時伴隨有機物的異構化和不飽和小分子的聚合等多種化學反應，最后獲得相對不穩定的熱解油等產品。在熱解過程中，大分子有機物的熱解存在兩種變化趨勢：一是由大分子斷鏈變成小分子，直至獲得較多液體和氣體的裂解過程，這是熱解的主要反應；二是由極小部分的不飽和的穩定性較差的中間物質會聚合成相對較大分子的聚合過程。這些反應沒有明顯的時間限制，不存在先后順序，許多反應是同時或交叉進行的。

輪胎熱解是一個十分復雜的過程，涉及較多的反應，如大分子化學鍵斷裂、大分子側鏈斷裂、自由基形成、分子重排、縮合和聚合等，各反應之間通常不分先后，往往都是平行、連串、交叉進行的。

按照熱解溫度升高的趨勢，輪胎的熱解分為三個主要階段：首先是低沸點添加劑或助劑的分解、其次是天然橡膠的分解，再次是合成橡膠的分解。