メカニカルリサイクルは、回収された使用済みPETボトルを選別、粉砕、洗浄して表面の汚れ、異物を十分に取り除いた後に高温下に曝して、樹脂内部に留まっている汚染物質を拡散させ除染を行うことです。
欧米では飲料食品用途に再生する装置・工程を米国FDA（食品医薬品局）等による安全衛生性の承認を受けて実用化されており、今後も新たな方法が開発される可能性があります。
ここでは、代表的な方法についてその概要を紹介します。
高度に洗浄し、乾燥したPETフレーク、あるいはそれをペレット化したものを除染装置（PET樹脂製造設備の固相重合槽の様なもの）に投入する。この槽内では投入したPETを気流中あるいは減圧下で加熱し再生PET樹脂に付着・吸着した汚染物質を除去すると同時に分子量を上げます。
フレークのまま除染装置で処理したものは、必要に応じてペレット化を行います。なお、ペレット化の際には押し出し装置のなかでメッシュの細いスクリーンで濾過して小さな固形異物などを取り除いています。ケミカルリサイクルに比べると、メカニカルリサイクルは大掛かりな分解設備や重合設備を使わないため、製造コストや環境負荷が低くなると言われています。