熱分解
無水条件での熱分解
ある種の熱分解は無水条件で行われる。
固体の有機化合物を酸素を存在させずに強く加熱する場合、この現象が起こる（例えば揚げる、焙る、焼くなどの操作）。このような操作は通常の空気中でも行われるが、対象物の内側は酸素からは保護されている（表面では燃焼が起こる）。
このような過程は、例えば木材のような、小型の固体状の燃料を燃焼させる場合にも起こる。実際、木を燃やしたときの炎は熱分解によって発生する気体の燃焼に由来し、木そのものの燃焼によるものではない。このため、木、プラスチック、布など一般的な素材の熱分解への理解は、防火や消火には特に重要である。
古来、木材の無水条件での熱分解は炭の製造法として用いられた。現代では、金属工学、特に製鉄の目的に、大量の石炭がコークスに変換されている。
ケロゲンの化石燃料への変換過程であるカタゲネシス際にも無水条件での熱分解が起こるとされている。
多くの工業プロセスでは、無水条件での熱分解は与圧下、およそ430°C以上で行われる。ディーゼル燃料のような液体燃料をバイオマスやプラスチックから製造する際に利用される。一般的には、非常に短い滞留時間（2秒未満）と高い加熱速度条件のもと、350から500°Cで熱分解が行われ、高速熱分解または迅速熱分解と呼ばれる。
含水熱分解
熱分解には水の存在下に行われるものも含まれる。石油の水蒸気クラッキング、あるいはより一般的には含水熱分解などがこれにあたる。後者の例として有機廃棄物の原油への熱脱重合が挙げられる。
真空熱分解
真空熱分解では、沸点を下げるため、また余計な化学反応が起こらないようにするため、真空中で有機化合物が加熱される。有機化学において合成法のひとつとして用いられる。瞬間真空熱分解では作動温度の箇所に基質がとどまる時間は可能な限り短くされる。