El calentamiento global y el cambio climático por el uso de combustibles fósiles tanto como fuente de energía como para producir diversos materiales requieren imperiosamente ser reducidos mediante la implementación de tecnologías sostenibles ambiental, económica y socialmente. Dentro de estas tecnologías, el desarrollo de biorrefinerías es una alternativa atractiva para la producción de biocombustibles, disminuyendo las emisiones de gases de efecto invernadero, así como para generar diversos productos y materiales que pueden ser utilizados en la industria química, alimenticia, farmacéutica, de la construcción, entre otras. La generación de diversos productos a partir de la biomasa lignocelulósica también contribuye a mejorar la viabilidad económica de la producción de biocombustibles. Además, las biorrefinerías con capacidad de procesamiento de diversas biomasas pueden favorecer el desarrollo local en Uruguay y mejorar la sostenibilidad económica de la cadena productiva. El objetivo de esta tesis es contribuir a la producción sostenible de bioetanol y coproductos de valor mediante el aprovechamiento de las fracciones mayoritarias de la biomasa. Para ello, en este trabajo se estudiaron dos biomasas lignocelulósicas con diferentes características. Se estudió al switchgrass o pasto varilla (Panicum virgatum), una planta herbácea conocida como cultivo energético, y al eucalipto (Eucalyptus globulus), una fuente de biomasa forestal establecida en Uruguay. La estrategia ejecutada involucró la caracterización de las biomasas, el pretratamiento mediante explosión por vapor en un equipo continuo a escala pre-piloto, para luego estudiar la producción de bioetanol y coproductos de alto valor.