유기화합물을 수소 공존하에서 분해하는 것. 특히 석유의 중질유나 석탄 등을 고압 수소와 함께 촉매를 이용·분해하여 경질의 액체연료를 생산하는 방법이다.

석유의 수소화분해는 열분해나 접촉분해와 같이 원유를 증류하여 얻은 중질의 잔유(殘油)를 원료로 부가가치가 높은 나프타·등유·경유 등의 유출유(溜出油)를 생산할 목적으로 행한다.

목적에 따라 유출유의 생산비율을 조정할 수 있고 생성유의 용량 수득률이 원료유에 비해 100%를 넘는 등 이점이 있는 반면에 수소 소비량이 많고 고압장치가 필요하며 조업비나 설비비가 높게 드는 결점이 있다.

수소화 분해반응은 원료의 성질이나 목적제품의 종류에 따라 다르지만 온도 380~450℃, 압력 50~200atm에서 대량의 수소존재하에서 실시된다.

촉매는 금속 또는 금속황화물을 고체산에 흡착시킨 것이 이용된다.

구체적으로는 산화알루미늄, 비결정질 실리카산화알루미늄·합성제올라이트(비석) 등이 운반체로서 사용되며 또 백금·팔라듐·니켈황화물·텅스텐 황화물 등이 금속 또는 금속황화물로서 많이 이용되는 예이다.

금속 또는 금속황화물은 원료탄화수소 또는 그 분해생성물의 수소화 역할을 하고 고체산 운반체는 분해기능을 가지고 있는데, 이들의 작용이 서로 도우면서 수소화분해반응이 진행된다.

또한 몰데나이트나 ZSM-5 등 분자의 지름과 거의 같은 정도의 가느다란 구멍을 가진 제올라이트를 촉매운반체로 이용하면 n-파라핀만을 선택적으로 수소화분해할 수 있다.