En la presente investigación se destiló por dos métodos de extracción los aceites esenciales de la madera de Bursera graveolens (palo santo) provenientes de Ayabaca, Piura y con muestras proporcionadas por SERFOR-ATFFS LIMA para fines de investigación. Además, se caracterizaron las propiedades organolépticas y fisicoquímicas de los aceites obtenidos según la Norma Técnica Peruana. De los cuales se obtuvo un mayor rendimiento de destilación por el método de arrastre por vapor de agua (2,30%) con respecto a la hidrodestilación (1,85%). El aceite esencial de palo santo alcanzó valores promedio de 0,92 g/mL de densidad relativa; 1,48 de índice de refracción; 80,10% de sólidos disueltos; 21,85 de solubilidad en alcohol; 6 de pH; y 15,79 de índice de acidez. Antes y después de la destilación de sus aceites, se realizó un tamizaje fitoquímico de la madera, encontrándose compuestos grasos, fenoles (taninos pirocatecólicos), saponinas y cumarinas en la madera con y sin aceite, indicando que dichos componentes no se ven afectados por la temperatura en el proceso de su extracción. Además, la presencia de polifenoles se cuantificó a través de la creación de una curva de calibración con ácido gálico. En este, la madera sin aceite presentó en promedio polifenoles totales de 2184,3011 mg EAG/100 g, valor superior a 2159 mg EAG/100 g de la madera con aceite, mientras que el aceite alcanzó un valor de 6012,65 mg EAG/100 g. En cuanto a la capacidad antioxidante, este se determinó por el método ABTS alcanzando 616487,0 μmol de Trolox eq./100 g y 616487,0 μmol de Trolox eq./100 g, para la madera con y sin aceite, respectivamente. De lo generado a partir de los residuos de la destilación, el carbón vegetal y activado fueron caracterizados en base a las Normas Técnicas. Por destilación seca a una temperatura final de 450 °C por 90 minutos se obtuvo en promedio un rendimiento de carbón vegetal de 22,15% con 81,35% de carbono fijo; 14,48% de material volátil; 4,17% de cenizas; 2,03% de humedad y 0,35 g/cm3 de densidad aparente. El carbón vegetal se activó por el método físico a 900 °C por 20 minutos obteniendo 89,07% de rendimiento con un total de 87,02% de carbono fijo; 8,18% de material volátil; 4,81% de cenizas; 0,61% de humedad, 0,38 g/cm3 de densidad aparente; 12,54 de pH y un poder de adsorción de 63,69% por cada gramo de carbón. Por último, el aserrín sirvió de insumo para la elaboración de inciensos artesanales. De los productos y subproductos de la transformación química de la madera de palo santo, el aceite esencial tiene un alto valor principalmente por su contenido de Dlimoneno; la madera y su aceite por su elevado contenido de polifenoles pueden contribuir positivamente con la salud al ser antioxidantes; el carbón vegetal indicó ser de buena calidad con miras a ser usado de manera doméstica e industrial y el carbón activado puede ser posiblemente utilizado en la refinación de azúcar o para consumo humano. De esta manera, se comprueba que se puede utilizar sosteniblemente la madera de palo santo, evitando la generación y acumulación de residuos y contribuyendo con la valorización de la especie al brindarle mayor valor agregado.