Las biorefinerías de segunda y tercera generación permiten la gestión sostenible de biomasas dentro del marco de los principios de economía circular. Este enfoque tiene como objetivo minimizar la biomasa residual mientras se generan moléculas de alto valor y bioenergía, como el biogás. La producción de biogás se logra a través de la digestión anaeróbica, un proceso en el que los microorganismos metabolizan compuestos orgánicos en ausencia de oxígeno para producir principalmente CO y CH. La eficiencia de este proceso está estrechamente relacionada con la composición de la biomasa y, a veces, las características de la matriz inicial pueden obstaculizar el proceso. Para abordar estos desafíos, se emplean varios pretratamientos para mejorar la eficiencia de la digestión y mitigar problemas asociados con la complejidad de la biomasa. Sin embargo, la implementación de pretratamientos puede ser intensiva en energía y costosa. La extracción de moléculas valiosas de la biomasa para diversas aplicaciones puede representar una forma de pretratamiento. Este proceso de extracción elimina selectivamente moléculas recalcitrantes como la lignina y la celulosa, que pueden obstaculizar la biodegradación, añadiendo así un nuevo valor a la biomasa. Estas moléculas extraídas no solo contribuyen a mejorar la eficiencia de la digestión anaeróbica, sino que también ofrecen beneficios económicos potenciales al servir como insumos valiosos en diversos sectores industriales. Este artículo presenta un estado del arte detallado de los pretratamientos de biomasa más extendidos y especifica cuándo la biomasa se pretrata para mejorar el rendimiento de biogás y, en contraste, cuándo se trata para extraer productos de alto valor añadido. Finalmente, para definir si el mismo tratamiento puede aplicarse simultáneamente para ambos objetivos, se dedicó una sección experimental a la producción de biogás a partir de aguas residuales de almazara no tratadas y de la misma biomasa después de ser liofilizada y tras la extracción de polifenoles y flavonoides. El uso de biomasa pretratada mejoró efectivamente el rendimiento de producción de biogás: las aguas residuales de almazara no tratadas produjeron 147 mL de biogás, mientras que después de la liofilización y tras la extracción de polifenoles/flavonoides, la producción fue, respectivamente, de 169 mL y 268 mL de biogás.