化学回收分解聚合物链并提供原油、石脑油或燃料等产品。机械回收保留了分子结构。它机械地粉碎塑料并将其重新熔化成颗粒。该颗粒随后用于制造新的塑料产品。目前，企业正在大力推广化学回收利用。

       使用化学回收利用塑料废物生产燃料尤其成问题。如果这些燃料随后燃烧，甚至更多的CO 2被吹入空气中。德国联邦环境署指出，在这种情况下，最好在垃圾焚烧厂将垃圾转化为能源，而不是使用燃料作为中间步骤。

       许多化学回收设施存在连续运行的问题。如果最初的混合物包含太多不同的材料或太脏（这两种情况在塑料垃圾中很常见），产品质量就会下降，整个过程在经济上变得不可行。

       由于缺乏如何改进机械回收的知识，化学回收目前可能很受欢迎。机械回收需要实际上可以回收的塑料。这需要大量的专业知识，例如，哪些染料和添加剂可用于可回收塑料。产品设计在机械回收中也发挥着重要作用。例如，如果一个奶酪包装由七层薄膜组成，那么回收它是不切实际的。所涉及的努力远大于从头开始生产所有东西的努力。

       根据欧洲食品安全局的说法，机械回收的颗粒不能用于食品包装。颗粒可能含有对健康有害的物质，并可能进入食物。只有消费者带回押金的 PET 瓶才能再次用于新的食品包装。

       另一个挑战是再生塑料的颜色：当塑料废料被切碎并重新熔化成颗粒时，所得产品是黑灰色的。不能用它生产颜色鲜艳的塑料制品。此外，由再生塑料制成的颗粒通常具有难闻的气味。这种气味可以转移到产品上。这个问题可以通过改进的回收过程来解决：一台机器根据塑料薄片的亮度将塑料薄片分为三个部分：白色、无色和彩色。该机器每小时可分拣多达一吨的薄片。这会产生可以着色的明亮回收物。用热水 (80 °C) 和一些碱液清洗薄片会带来进一步的改善——尤其是在气味方面。