광의로는 유기화합물의 분해와 수소화가 동시에 일어나는 반응을 말하고 중유의 수소화탈황 등도 수소화 분해 반응을 응용한 것이다. 협의로는 석유의 중질잔유를 가압수소와 촉매의 존재 하에 크래킹하고 가솔린, 그 밖의 경질 연료유를 제조하는 조작을 말한다. 이 조작에 의해 중질 탄화수소의 접촉분해와 수소화가 동시에 일어나고 이소파라핀 성분이 많은 포화성 가솔린을 생성한다. 이 수소화 분해 가솔린은 옥탄가가 높고 민감도가 낮은 장점을 갖고, 특히 미국에서는 그 생산이 많다. 이 조작은 또한 중질잔유에서 양질의 등·경유의 제조, 나프타에서 액화석유 가스의 제조 등에도 응용된다. 촉매로서는 황화니켈, 황화텅스텐(중질유용) 또는 백금(나프타용) 등을 포함하는 실리카, 알루미나, 팔라디윰이나 백금을 포함하는 제올라이트 등이 사용된다.