廃プラスチックなどの廃棄物を、製品の原材料（マテリアル）として再利用（リサイクル）すること。廃棄物を燃やした際に発生する熱をエネルギーとして利用する「サーマルリサイクル（熱回収）」と区別してこう呼ぶ。サーマルリサイクルよりもマテリアルリサイクルの方が、一般的に環境負荷は小さいとされている。このため、リデュース、リユースに続くリサイクルの第一段階として、マテリアルリサイクルを選択すべきである。わが国の2005年度におけるマテリアルリサイクル率は35％となっている。
マテリアルリサイクルを行うには、廃棄物などを溶かして原材料に近い状態まで戻す必要がある。しかし、不純物が含まれているとリサイクルするたびに原材料としての品質が低下する。こうした課題を解決するため、最近は廃棄物を化学的に分解して再利用する「ケミカルリサイクル」の技術開発が進みつつある。
一方、廃家電や廃自動車などのように多くの部品やさまざまな材質により一つの製品ができている場合には、分解して材質ごとに部品を分類しないとマテリアルリサイクルを行うことは難しい。このため、プラスチックや金属でできた製品や容器などには、原材料の種類を判別できるリサイクルマークが表示されている。また、メーカーなどではリサイクルしやすい製品づくりに取り組んでいる。
