O preparo de amostra desempenha um papel fundamental na análise química, sendo essencial para resolver diversas questões analíticas. No entanto, esta etapa tem se tornado cada vez mais desafiadora devido à demanda por análises de amostras complexas e ao crescente interesse por métodos mais eficientes e sustentáveis. A partir disso, nesta tese, foram desenvolvidas estratégias inovadoras utilizando solventes eutéticos profundos (DES) em métodos alternativos de preparo de amostra, com foco na extração de analitos inorgânicos e na determinação elementar por meio de técnicas de espectrometria atômica. Inicialmente, realizou-se uma revisão (I) dos métodos que utilizaram DES, avaliando sua sustentabilidade por meio de métricas, combinadas com análise exploratória de dados utilizando mapa auto-organizável. Além disso, foram desenvolvidos métodos de extração aplicados em diversas matrizes, utilizando radiação micro-ondas para a extração (II) de Cd, Cu, Fe, Mn e Zn em amostras de ervas medicinais, e um método baseado na formação e quebra de emulsões (III) para a determinação de Al, Ca, Cr, Cu, K, Mg, Mn e Zn em óleos vegetais. Além disso, foram propostos métodos de extração (IV) utilizando vários solventes para a extração de Pb em placas de circuito impresso (resíduo eletrônico). Todas as estratégias foram desenvolvidas a partir do estudo da composição de DES preparados com cloreto de colina e ácidos carboxílicos, na avaliação e na otimização das condições experimentais empregando estratégias multivariadas, na avaliação dos parâmetros de desempenho analítico e das métricas de sustentabilidade. Os resultados indicam que os métodos desenvolvidos alcançaram um desempenho significativo na extração de analitos inorgânicos em diferentes tipos de amostras de matrizes orgânicas e inorgânicas, com altas taxas de extração, precisão e exatidão compatíveis com métodos de referência adotados e de acordo com os critérios de desempenho aceitos. Assim, esta tese contribui com avanços significativos no campo do preparo de amostra fornecendo métodos alternativos voltados à determinação inorgânica elementar, com vantagens relacionadas à simplicidade, eficiência e sustentabilidade.