PLA的降解有兩個階段：經過水解反應分解后再靠微生物分解。 
PLA水解是一個復雜的過程，主要包括4個現象：吸水、酯鍵的斷裂、可溶性齊聚物的擴散和碎片的分解。 
宏觀上是材料整體結構破壞，體積變小，逐漸變為碎片，最后完全溶解并被微生物吸收或排出體外；微觀上是聚合物大分子鏈發生化學分解，如分子量變小、分子鏈斷開和側鏈斷裂等，變為水溶性的小分子，最終被細胞吞噬代謝。 
PLA的微生物降解：具備降解PLA能力的微生物會分泌相應的胞外解聚酶（常用于降解PLA的微生物有鐮刀酶念珠菌、青霉菌、腐殖菌等），解聚酶受到一些誘導劑（絲素蛋白、彈性蛋白、明膠）以及一些肽和氨基酸的刺激而加速PLA的降解。 
解聚酶的降解使PLA分子的酯鍵斷裂，產生了寡聚體、二聚體和單體，由于降解產物非常小，并可以通過半透性細菌膜，作為碳源和能源被吸收利用，最終分解為CO2和H2O。