利用有機物自身的熱不穩定性，將垃圾置于缺氧環境之下在加熱的條件下促使一些分子量較大的有機物進行裂解反應，轉換成分子量相對較小的燃料氣、諸如油一類的液體等等。這項技術會因為分解反應條件的變化而產生生成物上的差異。

熱分解與之前的焚燒方式的不同之處在于，熱分解方式可以從垃圾中將那些可以被儲存以及輸送的能源進行回收。

這項技術加持下的分解系統主要分為如下的兩種：

第一，能源回收為目的的系統。但是這項系統因為垃圾自身的物理以及化學性質較為復雜并且變化較為頻繁，如果需要將這些分解產物作為資源回收，在維持產品自身的質和量上有很大的難度，即便是對其經過預分選等操作，不單單需要消耗大量的動力，同時還需要配置對應的復雜化的機械系統，但最終效率依然不高，因此其經濟性就是制約其發展的最大因素。

第二，無公害型的處理系統。這個系統就是焚燒處理的一種輔助手段，就是利用熱解進行焚燒廢物的二次處理，在降低大氣污染程度上有著十分顯著的效果，許多工業較為發達的國家在應用上已經取得了成功。