Los carotenoides son un grupo de pigmentos naturales presentes en frutas y hortalizas con alta capacidad antioxidante, y además son precursores de la formación de aromas específicos. El objetivo del trabajo fue evaluar la distribución de carotenoides y compuestos aromáticos del jugo de sandía durante operaciones secuenciales de microfiltración y diafiltración. Los ensayos de microfiltración se realizaron en jugo con tratamiento enzimático previo, empleando una membrana de 0,8 µm a una presión promedio de 0,1 MPa, temperatura de 50 ºC y velocidad de flujo de 6,0 m·s-1, con 2 L de volumen de alimentación constante. Seguidamente se realizó un proceso de diafiltración del retenido utilizando agua potable. Se determinó la concentración de ß-caroteno, isómeros trans y cis licopeno, sólidos solubles totales (SST), pH, acidez titulable, materia seca total y componentes aromáticos en las corrientes derivadas del proceso. El flujo promedio obtenido en la etapa de microfiltración fue de 114 L·h-1·m-2 a un factor de reducción volumétrica (FRV) de 10. La concentración de licopeno en el retenido luego de la microfiltración fue de 657±40 mg·kg-1. La etapa de diafiltración redujo los SST hasta 11,1±0,3 g·kg-1. El tratamiento enzimático no influyó en la composición de los compuestos aromáticos del jugo, sin embargo del proceso de microfiltración y diafiltración se obtuvieron corrientes con una distribución de compuestos aromáticos diferentes al jugo fresco.