O óleo de semente de uva é utilizado na culinária gourmet, em loções corporais, dentre outras aplicações onde o aroma define a qualidade e o valor comercial do produto. Ainda assim, estudos que identificaram os compostos voláteis importantes para o aroma do óleo de uva são raros. Esta pesquisa teve por objetivo otimizar as condições de isolamento dos compostos voláteis presentes em óleo de semente de uva, identificar e estimar a importância odorífera dos mesmos. Para a obtenção do óleo, sementes de uva Isabel (Vitis labrusca) presentes em resíduos agroindustriais foram separadas, secas, moídas e prensadas sob 45 toneladas. Os voláteis do óleo foram extraídos por HS-SPME utilizando a fibra DVB/Carboxen/PDMS, variando-se o tempo de captura entre 20 e 45 minutos, e a temperatura entre 40 e 70°C, em 11 ensaios definidos em delineamento fatorial 22 (DCCR). As variáveis dependentes foram: número e área total de todos os picos do cromatograma, exceto os produtos de oxidação lipídica e, número e área total de ésteres, terpenos e produtos de oxidação lipídica. As variáveis independentes, tempo e temperatura de extração foram otimizadas por Metodologia de Superfície de Resposta e função “Desirability”. Os voláteis foram separados em coluna DB-Wax (30m x 0,25mm x 0,25 μm), analisados em um sistema CG-EM (Agilent, modelo 7890A/5975C) e identificados por seus espectros de massa e índices de retenção linear. As condições ótimas de isolamento foram: 61,5°C e 39 minutos. Nessas condições, foram identificados no óleo, 84 voláteis, sendo 20 ésteres, 16 aldeídos, 15 hidrocarbonetos, 6 álcoois, 6 terpenos, dentre outras classes químicas. As classes químicas majoritárias foram: hidrocarbonetos (44% da área total do cromatograma), ésteres (22%) e aldeídos (16%). Encontravam-se entre os voláteis de possível importância para o aroma do óleo: estireno (37% da área total do cromatograma) 2-butenoato de etila (3%) e 2-4-decadienoato de etila (3%).