Introdução. O estresse dos pais devido a internação de um filho em Unidade de Terapia Intensiva Neonatal (UTIN) pode ter consequências físicas e emocionais importantes nos cuidadores. Objetivos. Analisar as relações entre o estresse dos pais e seus níveis de satisfação com o atendimento. Método. A amostra foi composta por 32 pais que tiveram seus filhos internados em UTIN. Os cuidadores preencheram um questionário sociodemográfico além dos instrumentos PSS: NICU e EMPATHIC-N. Os dados foram analisados a partir de estatística descritiva e inferencial. Resultados. Observou-se um estresse moderado a partir do instrumento PSS:NICU, especialmente nos domínios “Alteração no papel de pai/mãe” e “Número total de experiências” (p < 0,05). Também se detectou correlação positiva entre a idade dos pais e o nível geral de estresse (r = 0,34, p < 0,05). A satisfação dos pais apresentou níveis elevados em todos os domínios. Conclusão. Os dados indicaram que quanto maior a satisfação na avaliação das equipes, menor o estresse dos pais no ambiente da UTIN.