物理回收的PET原料在使用上具有一定的局限性，大部分回收再造的PET樹脂只能制造非食品包裝或紡織品，因此，不少企業傾向於用化學法處理廢PET瓶，使之分解成制造PET樹脂的原料或中間體，達到完全復用的目的。化學回收法就是將固態的聚合物材料解聚，使其轉化為較小的分子、中間原料或是直接轉化為單體，這樣可得到一些高價值的化工產品。化學回收技術包括[5]:(1)直接生產纖維的回收技術;(2)轉變成生產聚酯樹脂原料的回收技術;(3)直接生產各種精細化工產品的回收技術。

直接生產纖維的回收技術。廢舊聚酯瓶等包裝物通過收集、分類、凈化、干燥，不用化學降解只補添必要的助劑進行加工處理，并造粒，使其達到紡絲原料品質標準。這種再生聚酯料可以用熔融紡絲法制成短纖維。再加工成紡織品或非紡織品，如土工布、針刺地毯及汽車內裝飾材料。據報道，日本Nemoto Sangyo公司以聚酯瓶回收料為原料制成各種地毯和女裝。20個500mL的聚酯瓶可以制作一件上衣，5個2L聚酯瓶再生纖維可以制成0.09m2地毯，35個2L的聚酯瓶可以制成一個睡袋所用的全部填充纖維。

轉變成生產聚酯樹脂原料回收技術。這是將將聚酯瓶料通過降解，轉化成聚酯中間原料或直接轉化為單體，再用于聚酯的生產。這種再生聚酯料可以用熔融紡絲法制成短纖維。再加工成紡織品或非紡織品，如土工布、針刺地毯及汽車內裝飾材料。這個領域比較活躍，經濟效益也比較高。