PETase là một loại enzyme esterase xúc tác quá trình thủy phân nhựa polyetylen terephthalat (PET) thành đơn phân mono-2-hydroxyethyl terephthalate (MHET). Phản ứng hóa học (trong đó n là số lượng đơn phân trong chuỗi polymer): (etylen terephthalat)n + H2O → (etylen terephthalat)n-1 + MHET Lượng vết của PET bị phá vỡ thành bis (2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET). PETase cũng có thể phá vỡ nhựa PEF (polyethylen-2,5-furandicarboxylate), đây là chất thay thế PET sinh học. PETases không thể xúc tác quá trình thủy phân của polyeste của hợp chất không vòng như polybutylene succinate hoặc axit polylactic. Sẽ mất hàng trăm năm để PET thoái hóa tự nhiên không dùng enzyme, nhưng PETase có khả năng làm thoái hóa PET chỉ trong vài ngày.