Os resíduos de uva, gerados na produção de vinho de uva após o processo de prensagem, foram utilizados como material biossorvente para a remoção de metais pesados como cobalto(II), cobre(II), manganês(II) e corantes como azul de metileno (MB), Rodamina-B (RhB) e alaranjado de metilo (MO) de soluções aquosas. As influências do pH, da dosagem de biossorvente, da concentração inicial de iões metálicos, do tempo de contacto e da temperatura da solução foram estudadas em modo descontínuo. Os modelos de isoterma de Langmuir, Freundlich e Temkin foram utilizados para modelar os dados de equilíbrio experimentais. Os dados experimentais foram também utilizados para determinar a cinética de biossorção utilizando modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem e pseudo-segunda ordem. Além disso, foram calculados parâmetros termodinâmicos para prever a natureza da biossorção. Todos os resultados mostraram que o resíduo de uva pode ser utilizado como um biossorvente alternativo, eficaz, de baixo custo e amigo do ambiente para a remoção de metais pesados e corantes tóxicos de meios aquosos.