回収された使用済みPETボトルを選別、粉砕、洗浄して異物を取り除いた後に、解重合を行うことによりPET樹脂の原料または中間原料まで分解、精製したものを重合して新たなPET樹脂とするものです。
国内では二つの製造方式が内閣府食品安全委員会にて承認されており2004年からこれらの方式によるPET樹脂を使ったPETボトルが生産されました。
現在はそのうちの一つの方式が稼働しています。解重合にはエチレングリコール（EG）を加え、樹脂製造時の中間原料であるビス-2-ヒドロキシエチルテレフタレート（BHET）にまで戻します。これを精製した後、PETに再重合するというものです。ケミカルリサイクルの特徴は解重合/再重合の間に異物、異種材質が取り除かれ、バージン樹脂と同等に品質の高いPET樹脂に再生できることです。