Hydrolyysi on kemiallinen prosessi, jossa aine hajoaa ioneiksi veden tai muun liuottimen vaikutuksesta. Hydrolyysin seurauksena aineen ominaisuudet muuttuvat, esimerkiksi sen liukoisuus, happamuus tai emäksisyys.
Hydrolyysi voi tapahtua sekä liuoksissa että kiinteissä aineissa. Esimerkiksi suolojen hydrolyysi tapahtuu joutuessaan kosketuksiin veden kanssa, ja proteiinien hydrolyysi tapahtuu liukeneessaan veteen.
Hydrolyysiprosessi voi olla reversiibeli tai irreversiibeli riippuen reaktio-olosuhteista. Palautuva hydrolyysi tuottaa tuotteita, jotka voidaan erottaa liuottimesta. Palautumaton hydrolyysi johtaa tuotteiden muodostumiseen, joita ei voida erottaa ja jotka jäävät liuokseen.
Luonnossa hydrolyysillä on tärkeä rooli biokemiallisissa prosesseissa, kuten ruuansulatuksessa, hengityksessä ja fotosynteesissä. Sitä käytetään myös teollisuudessa erilaisten tuotteiden, kuten happojen, alkalien ja muiden kemiallisten yhdisteiden valmistukseen.
Siten hydrolyysi on tärkeä kemiallinen prosessi, jolla on laajat sovellukset tieteessä ja tekniikassa.