Гидро́лиз (от гидро… и ...лиз), обменная реакция между химическим соединением и водой. Гидролизу подвержены соединения различных классов, в том числе соли, углеводы, белки, жиры. Количественно характеризуется константой гидролиза (константой равновесия реакции гидролиза) и степенью гидролиза (представляет собой отношение числа гидролизованных частиц к общему числу частиц, введённых в раствор); степень гидролиза увеличивается при разбавлении растворов и повышении температуры.

При гидролизе солей образуются основания и кислоты. В большинстве случаев это обратимая реакция. В зависимости от природы соли выделяют несколько вариантов гидролиза. Соли, образованные катионом сильного основания и анионом сильной кислоты (например, NaNO₃, KCl), в обычных условиях не гидролизуются, их водный раствор имеет нейтральную реакцию. В случае гидролиза солей, образованных катионом сильного основания и анионом слабой кислоты (например, соли высших жирных кислот и щелочных металлов), происходит протонирование аниона и увеличение концентрации ионов ОН^– в растворе. Водный раствор солей, образованных катионом слабого основания и анионом сильной кислоты (например, AlCl₃), имеет кислую реакцию за счёт образования ионов Н₃О⁺. Водный раствор солей, образованных катионом слабого основания и анионом слабой кислоты, например Cu(OOCCH₃)₂, может иметь слабокислую или слабощелочную реакцию. Соли, образованные катионом очень слабого основания и анионом очень слабой кислоты (например, Al₂S₃), гидролизуются необратимо. При гидролизе галогенидов неметаллов (например, PCl₃) образуются две кислоты – кислородсодержащая (H₃PO₃) и галогеноводородная (HCl). Благодаря гидролизу возможно существование буферных систем с постоянной величиной кислотности, что имеет важное физиологическое значение.

Гидролиз органических соединений – расщепление связей в молекуле под действием воды – значительно ускоряется в присутствии кислот или оснований, а также ионов металлов, способных прочно связывать продукты реакции.
Гидролиз используется для получения спиртов, альдегидов, кетонов, карбоновых кислот из галогенпроизводных углеводородов, ангидридов, галогенангидридов, амидов и сложных эфиров карбоновых кислот, различных элементоорганических соединений, гликозидов. Существует большая группа ферментов, высокоселективно катализирующих гидролиз природных соединений (гидролазы). Большинство методов изучения строения биополимеров основано на гидролитическом расщеплении сложноэфирных, гликозидных, пептидных связей в молекуле.

В природе в результате гидролиза образуются минералы (природные гидроксиды). Процессы гидролиза широко используются в гидрометаллургии, цветной металлургии, пищевой, текстильной, фармацевтической промышленности. Гидролиз органических соединений применяется для производства глюкозы, этилового спирта, карбоновых кислот и др. Гидролиз жиров лежит в основе промышленного получения моющих средств и глицерина.