PLA的降解有两个阶段：经过水解反应分解后再靠微生物分解。 
PLA水解是一个复杂的过程，主要包括4个现象：吸水、酯键的断裂、可溶性齐聚物的扩散和碎片的分解。 
宏观上是材料整体结构破坏，体积变小，逐渐变为碎片，最后完全溶解并被微生物吸收或排出体外；微观上是聚合物大分子链发生化学分解，如分子量变小、分子链断开和侧链断裂等，变为水溶性的小分子，最终被细胞吞噬代谢。 
PLA的微生物降解：具备降解PLA能力的微生物会分泌相应的胞外解聚酶（常用于降解PLA的微生物有镰刀酶念珠菌、青霉菌、腐殖菌等），解聚酶受到一些诱导剂（丝素蛋白、弹性蛋白、明胶）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分子的酯键断裂，产生了寡聚体、二聚体和单体，由于降解产物非常小，并可以通过半透性细菌膜，作为碳源和能源被吸收利用，最终分解为CO2和H2O。