Oznacza rozkład tworzywa pod wpływem temperatury lub w następstwie reakcji chemicznej na składniki podstawowe, z których powstało tworzywo. Otrzymane w ten sposób substancje chemiczne to przede wszystkim ciekłe węglowodory lub gazy, z których następnie można wyprodukować nowe tworzywa, lub inne surowce chemiczne. Recykling surowcowy to rozwiązanie odpowiednie w przypadku zmieszanych różnych rodzajów tworzyw lub odpadów plastikowych zanieczyszczonych innymi substancjami.

W recyklingu surowcowym wykorzystuje się wiele metod i technologii, opartych m.in. na pirolizie, gazyfikacji, depolimeryzacji czy wytopie redukcyjnym w piecach hutniczych lub w innych procesach przetapiania. Technologiczna wykonalność tych procesów, przeważnie materiałowo zasilanych za pomocą wstępnie przygotowanych odpadów z tworzyw sztucznych - pochodzących zarówno z gospodarstw domowych jak i z bardziej złożonych wyrobów (odpady z zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego czy pojazdów wycofanych z eksploatacji) została dobrze udowodniona. Jednak w obecnych warunkach rynkowych jedynie technologia wytopu redukcyjnego w piecach hutniczych jest uzasadniona ekonomicznie na skalę przemysłową.