Dysocjacja termiczna, termoliza (gr. thérmē – „ciepło, gorąco”, lýsis – „rozpuszczenie, rozluźnienie”) – rozpad cząsteczek związków chemicznych na mniejsze cząsteczki lub atomy pod wpływem temperatury[1]. Im słabsze jest wiązanie chemiczne w cząsteczce, tym niższa jest temperatura, w której dysocjacja termiczna zachodzi[2]. Przykładem termolizy z życia codziennego jest karmelizacja sacharozy (cukru spożywczego) w temp. 160 °C:
Wiele soli nieorganicznych ulega odwodnieniu (np. pięciowodny niebieski siarczan miedzi(II) po ogrzaniu do temperatury 197 °C przechodzi w biały, bezwodny związek).