In der numerischen Mathematik ist eine Krylow-Zerlegung (nach Alexei Nikolajewitsch Krylow) eine Matrixgleichung der folgenden Gestalt:

wobei eine quadratische Matrix ist, als Spalten die Basisvektoren eines Krylowraumes enthält und eine (im Allgemeinen unreduzierte) Hessenbergmatrix ist. Ferner bezeichnet den k-ten kanonischen Einheitsvektor und ist eine um eine unten angefügte Zeile erweiterte Hessenbergmatrix, wobei nur das letzte Element dieser Zeile ungleich Null ist.

Diese Krylow-Zerlegungen treten in natürlicher Weise bei der algorithmischen Beschreibung von Krylow-Unterraum-Verfahren auf. Der Begriff wurde von Pete Stewart geprägt.