Chemisches Recycling ist ein Verfahren zur Wiederverwertung von Kunststoffabfällen, das über die herkömmlichen mechanischen Recyclingmethoden hinausgeht. Dabei werden Kunststoffe durch chemische Prozesse in ihre ursprünglichen chemischen Bausteine, wie Monomere oder Rohstoffe wie Öl und Gas, zerlegt. Die entstehenden öligen Gemische können aufbereitet werden und anschließend als Grundstoffe für neue Kunststoffprodukte oder andere chemische Produkte dienen.
Auf diesem Wege lassen sich auch verschmutzte und gemischte Kunststoffe verarbeiten, die mechanisch oft nur schwer oder gar nicht zu verwerten sind. Das aus aufgereinigtem Rohstoff entstehende Material ist chemisch identisch mit neuwertigem Kunststoff und im Schnitt von höherer Qualität als mechanisch recycelte Kunststoffe. Zudem lassen sich auf chemischem Wege sogar Schad- und Zusatzstoffe aus den Kunststoffen entfernen.
Nachteile gegenüber mechanischem Recycling sind ein höherer Energiebedarf und damit einhergehend eine schwerere Skalierbarkeit. Abfälle und Nebenprodukte sind beim chemischen Recycling oft schwerer oder teurer zu entsorgen. Insgesamt gilt chemisches Recycling nicht als Ersatz für mechanische Verfahren, sondern als Ergänzung. Damit lassen sich auch Kunststoffe in Kreisläufe überführen, die mechanisch nicht verwertbar sind.