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光分解(ひかりぶんかい、こうぶんかい、英:Photodissociation, photolysis,またはphotodecomposition )とは光化学反応の一種である。光化学分解ともいう。
光などのエネルギーにより分子が開裂または解離して発生する物質の分解反応をさす。吸収した光エネルギーが分子内の結合エネルギーよりも大きいために起こり主に有機化合物や金属の酸化物またはハロゲン化物などに発生する事が多い。また、化合物分子の種類によって分解に影響する波長が決まっており、写真の感光などに用いられる。
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