O tratamento adequado de resíduos agroindustriais é obrigatório, independentemente do perfil e do porte da atividade. Contudo, a seleção de um sistema de tratamento considerando aspectos econômicos, ambientais e sociais não é uma decisão simples. Dessa forma, neste estudo, propõe-se um método para a tomada de decisão no processo de escolha de sistema de tratamento de efluentes agroindustriais. O método proposto baseia-se na pontuação ponderada de indicadores de sustentabilidade para direcionar a tomada de decisão, levando-se em consideração as especificidades do empreendimento. A fim de exemplificar a utilização do método, utilizou-se um estudo de caso para um laticínio de pequeno porte. Os resultados indicaram que o método apresenta-se como uma alternativa viável para a seleção de sistemas de tratamento de efluentes agroindustriais de micro e pequeno porte. No estudo de caso proposto, o sistema de tratamento mais adequado foi o constituído de tratamento preliminar, seguido de reator anaeróbio (UASB). A principal vantagem do método é a capacidade de ajuste dos indicadores e de seus respectivos pesos, em função das especificidades de cada projeto. Entretanto, essa subjetividade associada à escolha dos indicadores e à atribuição dos pesos pode resultar em tomadas de decisão inadequadas, caso estes aspectos não sejam avaliados adequadamente.