가수분해(加水分解, hydrolysis)는 물 분자가 화합물과 반응하여 그 화합물을 분해하는 화학적 과정이다. 이 과정에서 물은 분해되는 화합물의 화학 결합을 끊는 데 중요한 역할을 하며, 보통 고분자 물질이나 생체 분자의 분해에 중요한 기작으로 작용한다.

가수분해는 여러 종류로 나뉘는데, 가장 일반적인 형태는 에스터 또는 아마이드와 같은 화합물이 물과 반응하여 각각 산과 알코올 또는 산과 아민으로 분해되는 과정이다. 이 반응은 주로 산이나 염기와 같은 촉매가 존재할 때 촉진된다. 예를 들어, 지방의 가수분해는 지방산과 글리세롤로의 변화를 포함하며, 이 과정은 생물체 내에서 소화에 중요한 역할을 한다.

또한, 가수분해는 DNA 및 RNA와 같은 핵산의 구조를 분해할 때도 관여한다. 이러한 분해는 유기물의 생물학적 분해 및 재활용에 기여하며, 에너지 생산 및 물질 대사에 중요한 역할을 한다.

가수분해는 산업적으로도 중요한 반응으로, 생화학적 공정, 식품 가공, 그리고 약물 개발 등에 응용된다. 생물학적 분해를 통한 환경 문제 해결에도 가수분해가 중요한 기제를 제공할 수 있다.