El polvo de pimiento rojo se utiliza como especia añadida a varios tipos de alimentos para mejorar el picante y el aroma de los mismos. El aroma y el picante únicos del pimiento rojo están relacionados con el contenido de compuestos bioactivos, incluidos los alcaloides, compuestos fenólicos, terpenos y flavonoides. Estos compuestos fitoquímicos han proporcionado extensamente muchas actividades biológicas, como antioxidante, antiinflamatorio y antimicrobiano. La evaluación de los compuestos bioactivos en el pimiento rojo es crucial para evaluar la calidad del polvo de pimiento rojo. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue analizar los compuestos fenólicos totales y los compuestos flavonoides totales para una futura aplicación del polvo de granos de pimiento rojo. Para evaluar el contenido de compuestos bioactivos, se aplicó la Metodología de Superficie de Respuesta (RSM) con Diseño Box-Behnken (BBD) para diseñar el experimento y analizar los datos. Además, se investigaron las condiciones de extracción, como el tiempo de extracción (30 a 150 min), la temperatura (35 a 65 grados C) y la relación sólido-solvente (0.5:10 a 0.5:20 g/mL) por sus efectos en el rendimiento de los contenidos fenólicos totales y flavonoides totales. El resultado de este estudio encontró que todos los parámetros de extracción afectaron significativamente los rendimientos de extracción de compuestos fenólicos y flavonoides. El aroma y el sabor del polvo de pimiento rojo se pueden ajustar cambiando las condiciones de extracción, como la temperatura, el tiempo y la relación sólido-solvente, ya que cambiar estas condiciones permitió que los compuestos bioactivos se extrajeran del pimiento rojo en diferentes concentraciones. En general, la evaluación de los compuestos bioactivos en los granos de pimiento rojo tiene una importancia significativa para su aplicación como polvo de granos de pimiento rojo.