熱解法是一種能達到資源高效回收利用的油泥處理技術，是指油泥在無氧或缺氧的狀態下受熱分解過程，將蒸餾和熱分解合為一體，油泥被轉化成熱解油、熱解氣、熱解焦等不同相態的產物，從而實現油泥的資源化利用。其中，熱解氣主要是H2、CO、CO2以及小分子的石油烴類等，熱解油主要以大分子烴類和結合水為主，熱解焦主要是殘炭和無機礦物質。油泥熱解工藝因其能夠回收石油類資源、二次污染少，已經被廣泛應用。

油田油泥的熱解反應變化受多種條件因素的影響，比如油泥本身性質、生物質添加劑、熱解氣氛、升溫速率和熱解終溫等。升溫速率越高反而熱解速率越慢，但是升溫速率不會影響最終固體產物產量的大小。在油泥熱解過程中一些化學添加劑，例如鈉鉀化合物，在377~437℃的較低溫度反應區間，能夠加快熱解反應速率，并且當添加KCl時，能夠獲得最高的燃料產率。同時，相比KCl、K2CO3、NaOH、Na2CO3和NaCl，KOH作為添加劑更容易改善熱解油產品質量。另外，金屬化合物和催化性能的固體廢棄物的添加能夠影響油泥熱解過程中不同相態產物的轉變、熱解反應速率以及熱解油產品的產量和質量。

熱解法具備的優勢是能夠產生便于儲存和運輸的液態產物，并且回收的油分已經被證實能夠通過商業化提煉獲得柴油能源。相比油泥直接焚燒，熱解法能夠產生較少的NOx和SO2，并且能夠將油泥中的重金屬更好地固化到熱解焦中。而相比油泥燃燒過程中產生的飛灰里面的重金屬，熱解焦中的重金屬由于其物理結構和化學性質更不容易浸出。