No Brasil, os níveis de cobertura dos serviços de tratamento de esgotos ainda são considerados baixos. Os custos de implantação, operação e manutenção de sistemas de tratamento de esgotos são, em geral, elevados e variam consideravelmente conforme o tipo de tecnologia a ser implementada. Assim, modelos matemáticos capazes de auxiliar o processo de alocação da carga orgânica e o consequente processo de seleção dessas tecnologias são de grande valia para a gestão adequada dos recursos hídricos. Diante da relevância do assunto, este artigo tem como objetivo realizar uma revisão sistemática das principais publicações relacionadas ao Problema de Alocação de Efluentes Sanitários (PAES). O intuito é analisar publicações recentes e identificar abordagens de solução, cenários de aplicação, características incorporadas aos modelos de otimização e lacunas científicas existentes.