Hidroliz işlemi, suyu oluşturan hidrojen ve oksijen elementlerini birbirinden ayırarak gerçekleştirilen kimyasal bir süreçtir. Hidroliz, su ile bir kimyasal bağın parçalanmasıdır. Bazı kaynaklarda hidroliz, moleküllerin su ilavesi ile daha fazla sayıda parçacık oluşturması olarak da tanımlanır. Genel olarak hidroliz, kimyanın organik kimya bölümünde yer alır. Organik kimyada farklı fonksiyonel gruplara dönüştürme işlemi için kullanılırken, biyokimyada ise parçalanan kısımlardan birine hidrojen atomu, diğerine ise OH grubu bağlanması sonucu oluşur. Hidroliz işleminin gerçekleşebilmesi oldukça zorlu bir aşamadır. Hidroliz işleminin olabilmesi için su ile etkileşim sağlayan kimyasalın bir şekilde suyun içine geçmesi gerekmektedir. Aksi halde, elektroliz işlemi gibi bir işlem olmayan hidrolizde, suyun parçalanması gibi bir durum söz konusu olmayıp, daha çok sıvı fazı oluşturan ve dinamik halde bir denge meydana gelir.

Bazı durumlarda hidroliz işlemi su ile çözünerek tam olarak örtüşme gösterebilir. Bunun yanı sıra, elektrik enerjisi ile de yapılabilir. Hidroliz işlemi asit için yapılırsa, zaman zaman biraz farklılaşma görülebilir. Hidroliz, bir asit için uygulanıyorsa suda çözünen asit ile iyonlaşma sabiti gösteren Ka ve suyun iyonlaşma sabiti gösteren Ksu yardımıyla bir çözeltinin pH'i hesaplanır. Çözeltinin pH hesaplaması şu şekildedir: pH = Ksu/Ka. Eğer çözelti bir baz çözeltisi ise, bu çözeltinin Kb iyonlaşma sabitinden faydalanarak pOH olarak hesaplanabilir. Biyolojide ise büyük moleküllerin su kullanılarak küçük moleküllere yani monomerlere ayrıldığı kimyasal reaksiyonlara denir. Hidrolizde, monomer sayısının bir eksiği kadar su harcanır. Hidroliz genelde suların ayrışmasıyla gerçekleşir. Bu ayrışma da damıtma yöntemi ile yapılır.

Hidroliz tepkimesi, su moleküllerinin parçalanmasıyla oluşan H⁺ ve OH^- iyonlarının diğer maddeler ile etkileştiği tepkimelerdir. Hidroliz tepkimesi, belirli atomlar içindeki kimyasal bağların koptuğu tepkimelerdir. Bu bağlar koptuğunda, atomları bir arada tutan bağ enerjisi, ısı enerjisi formunda açığa çıkar. Böyle tepkimelere ekzergonik (ısı açığa çıkaran) tepkimeler denir. ATP molekülü, üç adet fosfat grubu taşıyan bir adenozin bileşiğidir. Oluşabilmesi için ısı harcanması gerekir (endergonik tepkime). Hidroliz işlemi sonucunda açığa çıkan ısı enerjisi, ATP molekülünün oluşması için kullanılır.

Hidroliz işleminin kendisi, bağ kopması ve bağ enerjisinin açığa çıkmasına dayalı olduğundan, bu tepkime sonucunda doğrudan ATP çıkması gibi bir durum söz konusu değildir. Hidroliz tepkimeleri tam olabilir, fakat sınırlıdırlar ve dengelere tabidirler. Bununla birlikte, tepkime ortamını değiştirerek bunları tamamlanmış hale getirme olanağına sahiptir. Söz konusu tepkimeler yavaştır, fakat uzun süre kaynatma veya otoklavla, yani yaklaşık 150-200°C'lik sıcaklıklarda hızları artırılabilir. Katalizör kullanımı da hızın artmasını sağlar.

Renksiz bir sıvı olan fosfor triklorür ile su arasındaki reaksiyon bir hidrolizdir. Çünkü her iki molekül cinsi de bölünür ve fosforöz asitle hidroklorik asit oluşur, her ikisi de eriyerek durur. Suyun hidrojen iyonları, fosfor triklorürün klorlarına bağlanmış ve hidroksil grupları fosforla birleşmiştir. Bu eriyen su ve hidrojen kloru uçurulduktan sonra fosforöz asit geriye kalır.

Hidroliz işlemi, birçok farklı alanda kullanılmaktadır:

Hidroliz işlemi, kimya ve biyoloji alanlarında önemli bir yere sahiptir. Bu işlem, suyun kimyasal bağları kırarak farklı maddeler oluşturması prensibine dayanır ve birçok farklı bilimsel ve endüstriyel uygulamada kullanılır.