La rápida expansión de los mercados de baterías de iones de litio (LIB) para vehículos eléctricos y almacenamiento de energía renovable ha aumentado exponencialmente la demanda de litio, impulsando la investigación en métodos de extracción sostenibles. La recuperación tradicional de litio de salmueras mediante estanques de evaporación es intensiva en recursos, consumiendo grandes cantidades de agua y causando graves problemas ambientales. En respuesta, han surgido tecnologías de Extracción Directa de Litio (DLE) como alternativas más eficientes y ecológicas. Esta revisión explora dos métodos electroquímicos DLE prometedores: la Electrodialisis (ED) y la Desionización Capacitiva (CDI). La ED emplea membranas de intercambio iónico (IEM), como las membranas de intercambio catiónico, para transportar selectivamente iones de litio de fuentes como salmueras y agua de mar, logrando altas tasas de recuperación. Las IEM utilizan propiedades químicas y estructurales para mejorar la selectividad del Li sobre iones competidores como Mg y Na. Sin embargo, la ED enfrenta desafíos como el alto consumo de energía, el ensuciamiento de membranas y la reducción de la eficiencia en soluciones ricas en iones. La CDI utiliza fuerzas electrostáticas para adsorber iones de litio en electrodos, ofreciendo bajo consumo de energía y adaptabilidad a diversas concentraciones de litio. Variantes avanzadas, como la Desionización Capacitiva por Membrana (MCDI) y la Desionización Capacitiva por Flujo (FCDI), mejoran la selectividad iónica y permiten la operación continua. La MCDI incorpora IEM para reducir los efectos de interferencia de co-iones, mientras que la FCDI utiliza electrodos líquidos para mejorar la escalabilidad y flexibilidad operativa. Los avances en materiales de electrodos siguen siendo cruciales para mejorar la selectividad y eficiencia. Validar estos métodos a escala piloto es crucial para evaluar el rendimiento, la escalabilidad y la viabilidad económica en condiciones del mundo real. La investigación futura debería centrarse en reducir los costos operativos, desarrollar electrodos más duraderos y selectivos, y crear sistemas integrados para mejorar la eficiencia general. Al abordar estos desafíos, las tecnologías DLE pueden proporcionar soluciones sostenibles para la gestión de recursos de litio, minimizar el impacto ambiental y apoyar un futuro bajo en carbono.