ปฏิกิริยาแตกตัว (อังกฤษ:Chemical decomposition) หรือการวิเคราะห์ คือปฏิกิริยาการแตกสะลายของสารเคมีไปเป็นธาตุหรือสารประกอบที่เล็กกว่าปฏิกิริยาประเภทนี้จะเขียนสมการเคมีได้ดังนี้
กข → ก + ข
ตัวอย่างปฏิกิริยาทางเคมีแบบวิเคราะห์คือ ปฏิกิริยาอิเล็กโตรไลสีส(electrolysis) ของน้ำดังตัวอย่างข้างล่างนี้
2H₂O → 2H₂ + O₂
สมการวิเคราะห์และสังเคราะห์ทางเคมีอาจสามารถใช้อธิบายปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นได้ทั้งหมด แต่ในชีวิตประจำวันปฏิกิริยาแตกสะลายมักจะเป็นสิ่งที่เราไม่ต้องการ ความเสถียรภาพของสารประกอบเคมีจะขึ้นกับสภาพแวดล้อมเป็นสำคัญซึ่งได้แก่

ความร้อน (heat)
รังสี (radiation)
ความชื้น (humidity)
ความเป็นกรด (acidity)