Dissociatie is in de biochemie en de scheikunde een proces waarbij een groter deeltje in twee of meer kleinere uit elkaar valt.
Zouten, oplosbare zuren, sommige moleculen en een aantal coördinatieverbindingen scheiden of vallen in oplossingen vaak uiteen in ionen, kleinere moleculen of radicalen. Dit uiteenvallen is over het algemeen omkeerbaar: het geheel kan weer uit de delen worden samengesteld. Dissociatie is het tegenovergestelde van associatie of recombinatie.