Удачность декомпиляции зависит от объема информации, представленной в декомпилируемом коде. Байт-код, используемый большинством виртуальных машин (таких как Java Virtual Machine или .NET Framework Common Language Runtime) часто содержит обширные метаданные, делающие декомпиляцию вполне выполнимой, в то время как машинный код более скуден и сложен в декомпиляции. В частности трудночитаемыми представляются вызовы подпрограмм или функций с косвенной адресацией вызовов (в терминах языков программирования высокого уровня — вызовы через указатели на функции/процедуры).
Если известно на каком языке была написана декомпилируемая программа, то в первую очередь дизассемблируются и анализируются библиотеки времени исполнения (RTL — runtime library) компилятора с этого языка, так как в основном компиляция программы сводится к вызовам с различными параметрами процедур из этих библиотек. Кроме того, многие компиляторы позволяют увидеть, в какой ассемблерный код превращаются операторы программы после компиляции. Эти конструкции становятся шаблонами для декомпилятора, поэтому процесс декомпиляции в некотором смысле похож на распознавание в машинном коде конечного набора подобных шаблонов. Легче всего распознаются вызовы процедур и возвраты из них. Они служат границами для восстановления операторов процедуры.
Некоторые компиляторы и инструменты, используемые после компиляции, подвергают программный код обфускации с целью затруднить декомпиляцию.
Декомпиляторы можно рассматривать как состоящие из ряда фаз, каждая из которых вносит свой вклад в определенные аспекты общего процесса декомпиляции.
