Este estudio se llevó a cabo para investigar y comparar los efectos de sustituir la harina de soja (SBM) con harina de semilla de algodón no tratada (CSM), CSM fermentada (FCSM) o CSM irradiada por haz de electrones (ICSM) en el rendimiento de crecimiento, la microbiota cecal, la actividad de las enzimas digestivas, la digestibilidad ileal aparente (AID) y la emisión de gases en las excretas de pollos de engorde. Un total de 384 pollos de engorde machos de un día de edad fueron asignados aleatoriamente a cuatro dietas experimentales, con ocho réplicas por dieta y 12 aves por réplica, durante seis semanas. Las dietas experimentales consistieron en una dieta de control basada en maíz-SBM y tres dietas más en las que se sustituyó el 50% de la SBM (control) por CSM en sus formas cruda, irradiada y fermentada. Los resultados mostraron que durante todo el período de crianza, alimentar a los pollos de engorde con ICSM aumentó significativamente el aumento diario promedio (ADG) y el peso corporal (BW) en comparación con la dieta de CSM (< 0.05). Reemplazar el 50% de SBM con FCSM condujo a una mejora significativa en BW, ADG y la relación de conversión alimenticia (FCR) en comparación con las dietas de CSM e ICSM (< 0.05). Curiosamente, no se observaron diferencias significativas en BW, ADG o FCR entre las aves alimentadas con FCSM y aquellas en la dieta de control (> 0.05). Las aves alimentadas con dietas de FCSM mostraron el valor de pH más bajo en el buche, íleon y cecos. Sustituir SBM con FCSM redujo significativamente las cuentas de spp. en los cecos, mientras que aumentó la presencia de spp. (< 0.05). La AID de proteína y extracto etéreo fue mayor en el grupo de FCSM que en los grupos de CSM e ICSM (< 0.05). En comparación con la dieta de CSM, la alimentación con ICSM mejoró la digestibilidad de la proteína (< 0.05). Los pollos de engorde en la dieta de FCSM exhibieron una mayor actividad de amilasa intestinal y proteasa que aquellos en las otras dietas (< 0.05). Además, alimentar con dietas que contenían FCSM redujo significativamente las emisiones de amoníaco en comparación con las otras dietas (< 0.05). En general, nuestros resultados indicaron que la fermentación microbiana de CSM es un enfoque más efectivo que la irradiación para mejorar el valor nutricional de CSM. Por lo tanto, se recomienda FCSM como una fuente de proteína alternativa viable que puede reemplazar de manera segura hasta el 50% de SBM en las dietas de pollos de engorde, particularmente durante períodos de fluctuaciones en los precios de SBM y problemas de disponibilidad.