끓는점이 높은 중질석유를 분해하여 끓는점이 낮은 경질석유(주로 분해휘발유)를 제조하는 것이다. 실리카-알루미나 촉매를 쓰는 촉매분해와 촉매를 쓰지 않고 고온 고압 하에서 하는 열분해가 있다. 또, 최근에는 니켈·텅스텐 등을 실리카-알루미나에 흡착시킨 촉매를 써서 고압 수소를 이용하는 수소화 분해법이 보급되어 있다. 또 석유화학 원료인 에틸렌·프로필렌 등을 제조하기 위하여, 석유 나프타를 열분해하는 것을 나프타 분해라고 하는데, 이것을 석유분해라고 할 때도 있다.