Energy production is commonly linked to high environmental costs. The agri-food sector is considered one of the most unbalanced sectors of the economy regarding energy intake and output; however, it also entails opportunities for cleaner energy production. Within such kind, the interest in bioenergy has grown; therefore, this study had the aim to propose a methodological framework for the characterization of the energy biomass market. The proposal uses methods such as literature reviews, surveys and statistical analysis. As a result, the proposed framework consists of the following steps: a) sector data collection, including technical biomass parameters, b) evaluation of the degree of knowledge of the market actors in regards to those parameters, c) the analysis of the perception of the actors in regards to the energy biomass market, and d) the definition of variables affecting the energy biomass market. The framework was applied to the Costa Rican rice agri-food chain as a case study and validation process. Potentially, 1.217.544 t of rice biomass obtained annually from husk and plant residues is fit for energy production. Moreover, the actors show relevant knowledge of technical parameters, perceive the market as stable, and define the volume and biomass homogeneity as determinant market variables. The obtained information is considered of interest for adequate market characterization and further strategic planning for bioenergy production.La producción energética está vinculada a un alto costo ambiental, siendo el sector agroalimentario uno con importantes desbalances en la relación entrada-salida de energía, pero que a su vez presenta oportunidades para producción de energías más limpias. El interés en la producción de energía biomásica ha avanzado y por ello, este trabajo tuvo el objetivo de proponer un marco metodológico de caracterización del mercado de la biomasa para fines energéticos. Para construir la propuesta, se recurrió a la revisión de literatura, aplicación de encuestas y el análisis estadístico. Como resultado, se propone un marco que incluya pasos como a) la recopilación de datos sectoriales respecto a parámetros técnicos de la biomasa, b) la evaluación del grado de conocimiento de los actores de la agrocadena respecto a estos parámetros, c) el análisis de la percepción de los actores sobre este mercado, y d) la determinación de variables que afectan al mercado bioenergético. Para validar la propuesta, la misma se aplicó al caso de la agrocadena arrocera costarricense, detectando un potencial anual de aprovechamiento de 1.217.544 t de cascarilla y rastrojo de arroz (masa húmeda), donde los actores manifiestan un conocimiento relevante en términos técnicos y la percepción de un mercado estable, y donde el volumen y la homogeneidad de la biomasa resultan relevantes. Se considera que la información obtenida es de utilidad para conocer este mercado y avanzar hacia procesos de planeación estratégica de este tipo de energía.