Los ácidos grasos volátiles (AGVs) son precursores importantes utilizados en diversas aplicaciones industriales. Generalmente, estos ácidos carboxílicos se producen a partir de petróleo, pero recientemente se ha centrado la atención en el desarrollo de métodos biológicos para sustituir la materia prima fósil por residuos orgánicos y materiales lignocelulósicos. Esto es posible al detener el proceso de digestión anaerobia en el nivel de AGV mediante la eliminación del paso final de la metanogénesis. La principal barrera para la viabilidad comercial de la producción de AGV es el costoso procesamiento posterior necesario para la separación de los AGVs. Las técnicas de separación existentes, como la adsorción y la extracción líquido-líquido, logran una recuperación casi completa de AGV de los caldos de fermentación, pero requieren insumos químicos sustanciales y un extenso preprocesamiento. En contraste, los procesos de separación basados en membranas podrían superar la necesidad de adiciones químicas y proporcionar una forma de separación más sostenible. En esta revisión examinamos el estado actual de la tecnología de membranas para la separación de AGV. Evaluamos y comparamos los costos de capital y operativos asociados con diferentes tecnologías de membranas e identificamos los principales obstáculos que impiden su comercialización. Además, examinamos tecnologías de membranas híbridas y emergentes que estudios previos han sugerido para reducir tanto los costos de energía como los de capital. Finalmente, presentamos perspectivas futuras para el desarrollo de tecnologías de membranas rentables adecuadas para aplicaciones a escala industrial.