使用済みの資源を,そのままではなく,化学反応によって組成変換した後にリサイクルする手法。容器包装では、プラスチック製容器包装の油化・ガス化・高炉還元・コークス炉化学原料化などがある。ISO規格ではケミカルリサイクルはマテリアルリサイクルの一部に包含されるが、容リ協会のプラスチック製容器包装の再商品化手法ではケミカルリサイクルをマテリアルリサイクルと区分している。