El desperdicio de alimentos es un problema grave con consecuencias ambientales y económicas negativas. Los alimentos no utilizados (ya sea como desechos o subproductos y denominados como residuos alimentarios en el trabajo presente) son una fuente de carbohidratos, lípidos, proteínas, vitaminas, minerales y compuestos bioactivos que podrían ser utilizados en un ciclo de vida alternativo o secundario para evitar desecharlos. El presente trabajo revisa el uso potencial de los residuos alimentarios para la bioingeniería de proteínas de células individuales (SCP), abordando aspectos de producción, nutrición y seguridad, así como los principales desafíos y perspectivas. La SCP se obtiene de varios microorganismos, incluidos hongos, bacterias, levaduras y algas, en forma pura o mixta. La SCP generalmente contiene un porcentaje más alto de proteínas (30-80%) en comparación con la soja (38.6%), pescado (17.8%), carne (21.2%) y leche entera (3.28%). La SCP es una fuente de aminoácidos esenciales, incluidos metionina, treonina y lisina. El uso de residuos alimentarios como sustratos para la producción de SCP reduciría los costos de producción (35-75%); sin embargo, la optimización y la escalabilidad industrial son algunos de los principales desafíos para su producción sostenible. El uso de desperdicios de alimentos y subproductos agroindustriales de la industria alimentaria podría ser una alternativa prometedora para obtener proteínas de acuerdo con un esquema de producción circular.