La tuna tapona (Opuntia robusta), es una especie perteneciente a la familia Cactaceae, es conocida por sus características como la resistencia a sequía, plagas y es capaz de crecer en zonas pedregosas, es una fruta poco comestible, pero se ha visto que presenta compuestos de interés biológico y puede utilizarse como materia prima para la obtención de extractos con aplicaciones alimentarias, bebidas o microencapsulados. La microencapsulación se basa en el recubrimiento de compuestos de interés biológico, evitando la pérdida de la actividad biológica de estos, el método más común es el secado por aspersión. El objetivo de este estudio fue establecer las condiciones óptimas de la microencapsulación de extracto de tuna tapona (Opuntia robusta) mediante un diseño Box-Behnken con ajuste del modelo de superficie de respuesta (MSR), utilizando el método de secado por aspersión, y los factores: temperatura de entrada (TE), concentración de sólidos solubles totales (SST) y la relación del material pared (goma arábiga: maltodextrina; GA:MD). Las condiciones de optimización fueron de 7.7% de SST, GA:MD (22.3:77.7) y 180 ºC de temperatura de entrada en el secador. Con estas condiciones el contenido de compuestos fenólicos totales (FT) y actividad antirradical DPPH fueron de 950 ± 57 mg EAG/ 100g; 367.5 ± 22.4 mmol ET/ g respectivamente. La actividad de agua fue de 0.225, con un cambio de color (ΔE) de 11.3, la eficiencia de encapsulación de 85% y el rendimiento de 75.6%. La microscopía electrónica de barrido (MEB) para los microencapsulados optimizados, demostró que las concentraciones de GA:MD y SST, proporcionan buena cobertura y estabilidad en las microcápsulas.