A crescente demanda global por fontes proteicas sustentáveis tem impulsionado o aproveitamento de resíduos agroindustriais como alternativa viável para a produção de ingredientes alimentícios funcionais. Esses resíduos, antes considerados subprodutos de baixo valor, representam uma oportunidade estratégica para reduzir desperdícios, minimizar impactos ambientais e agregar valor à cadeia produtiva. Entre os principais resíduos com potencial proteico destacam-se as tortas, farelos, cascas e sementes provenientes da indústria de óleos vegetais, frutas, cereais e leguminosas. Diversos estudos têm demonstrado que esses materiais apresentam teores significativos de proteínas com alto valor biológico, além de peptídeos bioativos com propriedades antioxidantes, antimicrobianas e nutracêuticas. A extração e purificação dessas proteínas por métodos verdes, como ultrassom, enzimas e membranas, têm se mostrado promissoras para aplicações em formulações alimentícias sustentáveis. Entretanto, desafios tecnológicos, econômicos e regulatórios ainda limitam a ampla adoção industrial dessas fontes. Assim, esta revisão aborda os avanços, desafios e perspectivas relacionados à valorização de resíduos agroindustriais como fontes alternativas de proteínas para fins alimentícios, destacando suas implicações nutricionais, funcionais e ambientais.