Ja, koper(II)sulfaat ontleedt bij verhitting. Wanneer koper(II)sulfaat sterk wordt verwarmd, ondergaat het een chemische verandering die thermische ontleding wordt genoemd. Tijdens thermische ontleding valt de koper(II)sulfaatverbinding uiteen in de samenstellende elementen:koper(II)oxide en zwaveltrioxide. De chemische vergelijking voor de thermische ontleding van koper(II)sulfaat is:

CuSO4(s) → CuO(s) + SO3(g)

Bij deze reactie ontleedt het vaste koper(II)sulfaat en vormt vast koper(II)oxide en zwaveltrioxidegas. De ontledingstemperatuur van koper(II)sulfaat bedraagt ​​ongeveer 650 graden Celsius. Bij deze temperatuur begint de verbinding te ontleden en komt er zwaveltrioxidegas vrij. Het ontledingsproces gaat door totdat al het koper(II)sulfaat is omgezet in koper(II)oxide en zwaveltrioxide.