Rozkład termiczny to reakcja chemiczna, w której ciepło powoduje rozbicie jednej substancji na dwie lub więcej różnych substancji. Ciepło służy do rozbicia wiązań zawierających atomy pierwotnych cząsteczek, dzięki czemu reakcja zwykle zużywa więcej energii cieplnej niż się uwalnia.
Najczęstszymi materiałami, które ulegają rozkładowi termicznemu są węglany metali, a także niektóre tlenki metali.
Zdarzają się przypadki, w których rozkład termiczny faktycznie uwalnia ciepło, mimo że wymaga reakcji z zewnątrz, aby rozpocząć reakcję. W takich przypadkach reakcja może zacząć się sama, czasami wywołując wybuchową reakcję łańcuchową.