O farelo de arroz é considerado um produto residual do processamento de arroz com uma composição rica em nutrientes e compostos com propriedades funcionais, que tornam adequada sua aplicação na indústria alimentícia, especialmente na forma de farelo de arroz desengordurado (FAD). Dentre os componentes, os carboidratos ganham grande destaque, por estarem presentes em elevadas quantidades e por apresentarem potencial prebiótico. O objetivo deste trabalho foi realizar a extração de carboidratos do farelo de arroz desengordurado pelos métodos de extração assistida por ultrassom (EUA) e por tratamento hidrotérmico, determinar o perfil de carboidratos dos extratos por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e avaliar o efeito prebiótico dos carboidratos extraídos por meio da digestibilidade in vitro. O método ultrassônico mostrou-se mais eficiente na extração dos carboidratos em comparação com o tratamento hidrotérmico. Os carboidratos do FAD demonstraram um baixo grau de hidrólise sob as condições de digestibilidade in vitro, resultados que demonstram a resistência dos carboidratos do FAD frente as condições gastrointestinais simuladas, sugerindo o potencial prebiótico destes, o que pode possibilitar a agregação de valor ao farelo de arroz, além de representar uma alternativa no emprego de produtos na indústria alimentícia.