La distillation sèche consiste à chauffer un solide pour le purifier ou séparer ses différents constituants en produisant des composés liquides ou gazeux (qui peuvent ensuite se resolidifier). Au fur et à mesure de la distillation, le produit recherché condense et est collecté. Cette méthode demande généralement des températures plus élevées que la distillation liquide. On peut l'utiliser pour obtenir de l'essence à partir de charbon ou de bois. On peut également l'utiliser pour briser des sels tels que les sulfates par thermolyse, dans ce cas est produit du dioxyde de soufre ou du trioxyde de soufre (gaz) qui pourra être dissous dans l'eau pour produire de l'acide sulfurique. C'est de cette manière qu'on produisait initialement l'acide sulfurique.