El presente estudio evaluó la aplicabilidad de las espectroscopías de H NMR y UV-Vis como técnicas analíticas para la caracterización y determinación de la conversión de biodiésel y para el monitoreo de la estabilidad oxidativa de muestras de biodiésel con antioxidantes. Para este estudio, se obtuvieron biodiéseles de cártamo y babassu a través de transesterificación, y las propiedades fisicoquímicas confirmaron el éxito de ambas reacciones. Se utilizó un sistema de oxidación acelerada de banco como alternativa al método Rancimat, con muestras de 6.0 g calentadas a 110 +/- 5 grados C y recolectadas cada 2 h durante 12 h. La concordancia para las conversiones de biodiésel fue buena, con divergencias entre el 2% y el 0.4% para el biodiésel de cártamo y del 1.9% para el biodiésel de babassu. En cuanto a la espectroscopía UV-Vis, la técnica mostró la misma tendencia que el método Rancimat, demostrando eficiencia en la evaluación de la estabilidad oxidativa del biodiésel de cártamo y en el rendimiento de los antioxidantes BHT y DMP-30. La precisión de la integración de señales de NMR para mezclas de aceite de cártamo y biodiésel de cártamo y el uso de la espectroscopía UV-Vis asociada a un sistema de oxidación acelerada de banco para investigar el rendimiento de antioxidantes fenólicos y amínicos en biodiéseles de cártamo y babassu se exploraron por primera vez, mostrando resultados cercanos a los métodos estándar. Por lo tanto, las espectroscopías de H NMR y UV-Vis podrían aplicarse como alternativas a los métodos de GC y Rancimat para determinar la conversión y monitorear la estabilidad oxidativa del biodiésel de manera rápida y práctica.