El presente estudio propone un enfoque de extracción verde para la recuperación de licopeno de frutos de tomate. Diferentes solventes eutécticos profundos naturales hidrofóbicos (HNADES) basados en terpenos (es decir, mentol y timol) y ácidos grasos (es decir, ácido decanoico y ácido dodecanoico) fueron preparados en diferentes relaciones molares, caracterizados en términos de densidad, propiedades reológicas y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR), y fueron examinados por su efectividad para extraer licopeno del tomate. La metodología de superficie de respuesta (RSM) se empleó para optimizar los parámetros de extracción, a saber, duración (min) y relación solvente:sólido (/). La espectrofotometría y RP-HPLC-DAD se utilizaron para monitorear la eficiencia del proceso. La combinación de ácido decanoico y ácido dodecanoico demostró tener una capacidad de extracción comparable a la acetona. Teniendo en cuenta que los HNADES utilizados en el presente estudio son considerados verdes, biodegradables y de bajo costo, se espera que los extractos ricos en carotenoides obtenidos sean útiles en aplicaciones industriales de alimentos.