La decomposizione chimica (o degradazione o reazione di analisi) è una reazione di scissione di una specie chimica (ad esempio una molecola) in più specie chimiche.[1]

Definibile concettualmente come l’opposto della sintesi chimica, il processo di decomposizione si configura spesso come fattore di disturbo, soprattutto nell’ambito della chimica industriale, in quanto principale meccanismo di degradazione della materia costituita da strutture molecolari complesse (macromolecole, polimeri, farmaci…).

La stabilità di un composto chimico è influenzata dalle condizioni ambientali come calore, radiazioni, umidità o acidità di un solvente. Generalmente un processo di decomposizione non è molto ben definito, dato che una molecola può rompersi in una moltitudine di pezzi più piccoli.

I processi di degradazione possono essere biotici o abiotici; se si svolgono in ambiente aerobico i prodotti finali della degradazione sono CO₂ e H₂O, mentre in condizioni anaerobiche i processi metabolici possono dar luogo a intermedi organici di varia natura, e quindi CH₄ e H₂O. 

I processi di degradazione biotica vengono svolti sia dai microrganismi del suolo che dai vegetali.

Nel suolo avvengono anche molte reazioni di degradazione abiotica quali idrolisi, degradazione fotochimica, sostituzione, processi di ossido riduzione, etc., che spesso però non conducono ad una completa degradazione dei contaminanti , ma producono degli intermedi che sono più facilmente suscettibili di trasformazioni biotiche. La maggior parte dei composti organici presenti nel terreno sono di natura abiotica.