Objetivou-se realizar a caracterização físico-química e aceitação sensorial de brownies com potencial funcional elaborados com farinhas alternativas de linhaça marrom (Linum usitatissimum) e farinha de chia (Salvia hispânica L.). Foram elaboradas formulações de brownies utilizando a farinha de linhaça (BL) e a farinha de chia (BC), e uma formulação tradicional, utilizando farinha de trigo (BT). Os brownies foram analisados quanto às suas características físicas e físico-químicas (análise instrumental de cor, atividade de água, pH, acidez molar, umidade, teor de cinzas, determinação de gordura, proteína, açúcares totais e valor calórico), microbiológicas (determinação de coliformes a 45 °C/g, Staphylococcus coagulase positiva e pesquisa de Salmonella spp. e Bacillus cereus), e sensoriais (aceitação sensorial, intenção de compra e preferência relativa entre as amostras). Os resultados mostraram que os brownies com farinhas alternativas são comparáveis a outros estudos encontrados, nos quesitos físico-químicos e microbiológicos. Todas as formulações de brownies obtiveram boas notas no teste de aceitação sensorial, com destaque para a formulação BL, o que pode ter repercurtido positivamente na sua intenção de compra em comparação a BT e BC. Esses dados foram confirmados pela análise de ordenação-preferência, em que os provadores apontaram o BL como a formulação mais preferida. Assim, a elaboração de brownies utilizando farinhas de linhaça marrom e de chia mostra-se uma opção viável para indústria de panificação, com grande potencial em termos nutricionais, funcionais, de estabilidade microbiológica e de aceitação sensorial, podendo ser introduzido na alimentação da população em geral e de indivíduos com restrições alimentares.