分解作用是生態系統中的一個重要過程，主要涉及有機物質的逐步降解，這一過程由多種生物共同完成，包括細菌、真菌、放線菌以及某些土壤動物，分解作用可以分為三個主要階段：
機械作用階段。動植物遺體在物理和生物作用下被分解成顆粒和碎屑。
生物異化作用階段。腐生生物在酶的作用下，將有機物碎屑轉變成為腐殖酸和其他可溶性有機物，然後這些物質逐漸分解，可供生產者重新利用。
淋溶過程。可溶性物質被水淋洗出來，進入土壤。
分解者，即執行分解作用的生物，包括營腐生生活的細菌、真菌、放線菌和一些土壤動物，它們通過分泌酶分解動植物殘骸中的多糖、蛋白質、核酸、脂類等物質，獲得能量和營養物質，同時將龐大的殘骸分解清除，將物質以不同形式歸還到環境中。分解作用包括細胞外分解和細胞內分解兩種方式。在細胞外分解中，酶將大分子有機物分解成小分子，而這些小分子被分解者以不同的方式吸收利用。細胞內分解則指營養物質在分解者的細胞內進行的生物氧化作用，主要有有氧呼吸和無氧呼吸兩種方式。
分解作用不僅限於生物的異化作用，還包括了碎裂、異化和淋溶三個過程的綜合。這一過程的速度和效率受多種因素影響，包括待分解資源的質量、分解者的生物種類和分解時的理化環境條件。例如，不同類型的有機物質（如葡萄糖、纖維素、腐殖質）的分解速度不同，且分解速度還受環境因素如溫度、濕度、土壤pH值等的影響。