Este estudo investiga o potencial da vinhaça, um subproduto da produção de etanol na agroindústria sucroalcooleira brasileira, como uma fonte de biofertilizante e biogás através da biodigestão anaeróbia. Apesar de seu reconhecido potencial poluidor, a vinhaça oferece oportunidades para a sustentabilidade ambiental e eficiência energética. A revisão sistemática da literatura revelou a riqueza de nutrientes na vinhaça, benéficos à agricultura sustentável, e destacou a biodigestão anaeróbia como uma técnica eficaz para transformar esse subproduto em uma valiosa fonte de energia renovável. Este estudo enfatiza a necessidade de otimização dos processos de biodigestão e gestão sustentável da vinhaça, propondo direções para futuras pesquisas.