在许多城市，处置固体废塑料的首选方法是填埋。然而，对这种方式是否正确担忧促使人们努力通过以下方式处理各种材料回收，让它们得以重新使用。多年来，纸、玻璃和铝制容器在一定程度上已被回收，近年来塑料回收也变得普遍。塑料回收存在技术问题；它们分为两大类：（1）识别、分拣和收集到回收中心；（2）回收的经济价值恢复。
识别、分拣和收集
由于包装中使用的塑料是废塑料中高度可见的（按体积计约占 20%，但按重量计算不到 10%），因此大多数回收工作都集中在容器上。几乎所有由塑料制成的瓶子、食品托盘、杯子和盘子现在都带有一个识别号。
除了此标签外，许多地方还鼓励消费者将空饮料容器退回到购买地，要求在购买时为每个容器支付押金。该方法有助于解决与经济回收相关的两个主要问题，为寻求退回押金的消费者进行分类，而商店将塑料收集。押金方法的另一个作用使得路边垃圾显著减少。然而，虽然这些措施有助于显著提高塑料瓶的回收率，尤其是那些由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 和高密度聚乙烯制成的瓶(HDPE)——不到 10% 塑料产品在首次使用后被回收。（另一方面，大多数塑料用于建筑、电器和家居等长期的应用，难以有效回收。）
经济价值恢复
一般来说，热塑性材料比热固性塑料好回收。尽管如此，即使是这些材料的回收利用也存在固有的限制。首先，可回收塑料可能被非塑料或构成原始产品的不同聚合物污染。即使在单一聚合物类型中，分子量也存在差异。例如，聚苯乙烯供应商可能会生产用于片状食品托盘的高分子量材料，因为这种成型工艺有利于提高熔体粘度和弹性. 同时，供应商可能会提供用于一次性餐具注塑成型的低分子量聚苯乙烯，因为注塑成型在低粘度和极低弹性的熔体中效果最佳。如果两种产品的聚合物在回收操作中混合，则混合材料将不太适合任何原始应用。
塑料回收的另一个复杂因素是不同颜色塑料和染料混合在一起，成为另一个是质量控制问题。由于最初的制造和使用，几乎所有塑料都会发生变化。例如，有些分子由于交联或断链（将聚合物链连接在一起的化学键断裂）而发生分子量变化。其他的会发生氧化，这是另一种常见的反应，也可以改变塑料的特性。
由于上述所有原因，与未回收塑料相比，回收塑料几乎总是具有某些缺点。最后导致，热塑性塑料被回收到要求不高的产品应用中。例如，来自薄壁食品袋的 HDPE 可以转化为厚壁花盆；从瓶子中回收的聚氯乙烯（PVC）可用于交通锥；从饮料瓶中回收的 PET 可以清洗、干燥并熔纺成枕头和衣服的纤维填充物。不能通过聚合物类型分离的废塑料可以制成塑料“木材”，适用于工业地板和公园长椅等应用的挤压板。由于其异质成分，塑料木材本质上比原始聚合物弱。其他利用混合塑料的回收过程是热解，将固体转化为类似石油的物质，以及直接焚烧，可为发电厂或工业熔炉提供能量。
尽管在使塑料的大规模回收具有经济吸引力方面存在困难，但已经为更狭义的“利基”应用开发了许多成功的工艺。汽车供应商发现，如果适当注意原始材料的设计，从面板和仪表板内部回收聚氨酯是可行的。广泛用于光盘的聚碳酸酯已被回收并有效地重复使用。聚丙烯_汽车电池的外壳可以在铅回收操作中经济地回收，然后重新成型以用于相同的应用。有的厂家通过水解或甲醇解聚对PET进行解聚；所得材料可通过蒸馏提纯，然后再聚合。
在大多数塑料回收操作中，分拣后的第一步是将塑料切成碎片，在后续步骤中更容易清洁和处理。首先清洗碎片以去除非塑料杂质，例如标签、盖子和粘合剂。如果材料统一，则可以将洗涤过的碎片干燥并立即将它们挤出成成型颗粒，甚至直接将它们挤出成纤维。对于“混合废塑料”聚合物，基于密度或溶解度差异的自动分离过程已在一定程度上得到应用。
可降解塑料
没有一种商品塑料会在环境中迅速降解。尽管如此，一些科学家和环保主义者已经将可生物降解和可光降解塑料视为解决垃圾问题的方法。一些 ”生物塑料”已经被开发出来，但它们并没有大规模成功，主要是因为生产成本高以及加工和使用过程中的稳定性问题。
另一方面，乙烯与一氧化碳的共聚物含有酮基，它们从阳光中吸收足够的能量，从而导致聚合物链的广泛断裂。这种可光降解的塑料在外观和性能上与低密度聚乙烯(LDPE) 非常相似，在阳光充足的气候下暴露几个月内就会分解成粉末。
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