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가수분해(加水分解, hydrolysis)는 화학 반응시, 물과 반응하여 원래 하나였던 큰 분자가 몇 개의 이온이나 분자로 분해되는 반응을 말한다. 산과 염기의 중화 반응으로 생기는 염 중에는 가수 분해하여 산성이나 염기성을 띠는 것이 많다. 강한 산과 염기의 중화 반응에서 생성되는 염은 거의 가수 분해를 일으키지 않는데 반해 약한 산과 염기로 이루어진 염은 약한 산의 음이온이 가수 분해하여 수용액이 염기성을 나타내게 된다.
생명체 내에서는 대부분의 결합들이 가수분해로 깨질 수 있다. 대표적인 생명체 내 가수분해 반응들은 다음과 같다.
