Dla tworzyw sztucznych o jakości pozwalającej na powtórne wykorzystanie do produkcji poliestrów, poliamidów, poliuretanów i poliwęglanów, stosuje się często recykling chemiczny (m.in. hydrolizę). Dzięki wykorzystaniu pary wodnej, hydroliza umożliwia rozkład polimerów polikondensacyjnych i ich ponowne użycie. Recykling surowcowy to metoda uzupełniająca, odpowiednia dla odpadów, których nie można w sposób zrównoważony poddać recyklingowi mechanicznemu. Jest to rozwiązanie adekwatne w przypadku laminatów i kompozytów, a także zmieszanych strumieni różnych rodzajów tworzyw lub odpadów plastikowych zanieczyszczonych innymi substancjami (np. glebą, czy żywnością). Przykładem recyklingu surowcowego jest przetwarzanie butelek PET na nienasycone żywice poliestrowe, stanowiące m.in. składnik farb i lakierów.
Należy zdawać sobie sprawę, iż recykling mechaniczny nie zapewnia surowcom nieśmiertelności. Tworzywa sztuczne ulegają stopniowemu zużyciu, a w granulacie otrzymywanym z odpadów pojawiają się z czasem domieszki innych materiałów, co niekorzystnie wpływa na jakość surowca. W rezultacie, z każdym kolejnym cyklem pewna jego część wypada z obiegu i trafia do spalarni. Do recyklingu mechanicznego przeznacza się przede wszystkim: butelki plastikowe (PET), profile okienne PVC, rury PVC, styropian (EPS), folie rolnicze, butelki polietylenowe (HDPE), zderzaki samochodowe. W procesie recyklingu, poprzez tworzenie mieszanin, wprowadzanie dodatków i różnego rodzaju innowacje, odpady te zostają uszlachetnione w celu zwiększenia wytrzymałości, sztywności oraz lepkości recyklatu.
Uważa się, że priorytetem jest recykling materiałowy i surowcowy, a dopiero w przypadku, gdy uzyskany odpad nie nadaje się do dwóch pierwszych rodzajów recyklingu, można poddać go recyklingowi energetycznemu.
Firmy zajmujące się recyklingiem bardzo często skupują tworzywa, przetwarzają je i produkują przemiały oraz regranulaty, które są ponownie używane do wytwarzania konkretnych elementów. Posiadają parki maszynowe i urządzenia, które pozwalają uzyskiwać wysokiej klasy i jakości artykuły: sortują, czyszczą, myją, rozkruszają i mielą odpady tworzywowe oraz wielomateriałowe. Otrzymane w ten sposób przemiały podczas procesu wytłaczania mogą zostać dodatkowo zmodyfikowane (np. dodatkiem talku, włókna), by wyprodukować regranulat o pożądanych przez klienta właściwościach.
Na uwagę zasługuje także temat recyklingu PUR oraz pianek polietylenowych. Jeden z podstawowych problemów dotyczących recyklingu PUR wynika z tego, że tworzywo to produkowane jest przy użyciu wielu różnorodnych surowców. Dlatego też często jego odpady wymagają opracowania odmiennych metod utylizacji. Odpady PUR są trudne do zagospodarowania ze względu na ich różnorodność oraz usieciowaną i spienioną postać. Przy jego odzyskiwaniu znaczenie mają metody reaktywne, w których wykorzystuje się reaktywność ugrupowań uretanowych oraz innych grup funkcyjnych obecnych lub wygenerowanych w procesie przetwórstwa odpadu. Zastosowanie ma tu tzw. rebounding, czyli technika spajania w prasach rozdrobnionego recyklatu przy użyciu środków wiążących, prasowanie tłoczne, wytłaczanie reaktywne i proces glikolizy.
