A melancia é reconhecida, principalmente, pela sua elevada capacidade antioxidante natural na sua polpa e na casca, embora esta última seja descartada na sua maioria, ela possui nutrientes relevantes. O objetivo do presente trabalho foi estudar o aproveitamento da casca da melancia triturada para a obtenção de extratos com atividade antioxidante por meio do emprego de técnicas de extração como o sistema Soxhlet, maceração e extração assistida por ultrassom, utilizando solventes orgânicos de diferentes polaridades. Os extratos foram avaliados pelo rendimento do processo de extração, onde, em todas as análises, o solvente de melhor desempenho foi o etanol. Para o teor de fenólicos totais (TFT), destacou-se a técnica de extração por maceração com 3487,75 mg/g, na determinação da atividade antioxidante (AA), utilizando os radicais ABTS e DPPH. O potencial antioxidante pelo método de extração por maceração foi de 45,16% e no Soxhlet foi 40,7% de inibição. Com isso, pode-se concluir que a casca de melancia é uma matéria-prima de significativo potencial antioxidante.