El fruto de la caqui (Thunb.) es conocido por sus excepcionales beneficios para la salud, que se pueden atribuir a su abundancia de compuestos bioactivos. Este estudio tuvo como objetivo optimizar la extracción de compuestos bioactivos de la cáscara de caqui, una biomasa de desecho poco explorada, en el marco de la sostenibilidad y una economía circular. Por esta razón, se empleó un enfoque de extracción multifactorial integral. Específicamente, se exploraron diversos métodos, incluyendo un campo eléctrico pulsado y ultrasonido combinado con agitación simple. A través de este enfoque sistemático, se determinó el proceso de extracción más eficiente, resultando en rendimientos elevados de compuestos bioactivos, incluyendo polifenoles, ácido ascórbico y carotenoides totales. Entre los compuestos fenólicos identificados, la rutina emergió como el más abundante, con concentraciones que alcanzaron hasta 172.86 g/g. Utilizando análisis de mínimos cuadrados parciales, se determinaron los valores máximos predichos para los compuestos bioactivos, con polifenoles totales alcanzando 7.17 mg GAE/g, ácido ascórbico a 4.93 mg/g y carotenoides totales a 386.47 g CtE/g. La actividad antioxidante de los extractos se evaluó con el poder antioxidante reductor férrico (FRAP), el radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH) y ensayos de captura de HO. El rendimiento antioxidante registrado subrayó el potencial sustancial de las cáscaras de caqui como fuente de extractos rentables con alta actividad antioxidante. Este estudio no solo contribuye a optimizar la extracción de compuestos bioactivos de la cáscara de caqui, sino que también destaca la viabilidad del proceso al producir extractos valiosos con propiedades antioxidantes a bajo costo.