Cada año, la industria alimentaria global produce una cantidad significativa de desechos y subproductos de una variedad de fuentes. Los subproductos del sector de procesamiento de alimentos se producen en grandes cantidades y, debido a sus cualidades no deseadas, a menudo se desperdician, perdiendo recursos importantes. Con el fin de seguir una economía circular que se refiere a la reducción de desechos y una gestión efectiva de los mismos, la valorización de subproductos ha recibido recientemente un mayor interés. Los subproductos son ricos en compuestos bioactivos y pueden ser utilizados en diversas aplicaciones industriales para la promoción de la salud y beneficios nutricionales. Un paso novedoso en su aplicación sostenible es el uso de estos baratos subproductos agroalimentarios para crear productos de valor añadido. La presente revisión tuvo la intención de resumir los diferentes tipos de subproductos agroindustriales y sus propiedades, y destacar su composición nutricional y potenciales beneficios para la salud. También se abordaron las aplicaciones de los subproductos agroalimentarios en alimentos, así como las posibles implicaciones para la salud y la sostenibilidad de los subproductos en los productos alimenticios. Según la investigación, los subproductos agroalimentarios pueden ser añadidos a una variedad de alimentos para aumentar su perfil bioactivo, contenido de fibra y capacidad antioxidante mientras se mantiene una buena aceptabilidad sensorial. En general, tanto la sostenibilidad de la cadena agroalimentaria como la salud del consumidor pueden beneficiarse del uso de subproductos agroalimentarios en la formulación de alimentos.