Hidrólise (do grego hidro-, água, e -lysis, separação) é qualquer reação química na qual uma molécula de água quebra uma ou mais ligações químicas. O termo também pode ser usado, de maneira mais ampla, como substituição, eliminação e reação de fragmentação na qual a água é o nucleófilo.

Na bioquímica, esta reação têm papel importante, onde a água é consumida para ocorrer a separação de uma molécula grande em demais componentes.

Reações de hidrólise podem ser vistas como o inverso da reação de condensação, na qual duas moléculas se ligam, formando uma terceira molécula, e há liberação de água. Já a hidrólise, por sua vez, adiciona água para efetuar a quebra de uma molécula. Algumas reações de hidratação também são hidrólises.