ResumoA Lagoa de Extremoz, localizada na zona metropolitana de Natal, Nordeste do Brasil, é um importante reservatório urbano que contribui para abastecimento de aproximadamente 300 mil pessoas. Devido à importância desse corpo hídrico para manutenção e desenvolvimento das atividades humanas, é importante conhecer como a qualidade da água e sedimento deste ambiente varia ao longo do tempo e do espaço. Em 2013 foram realizadas quatro coletas, duas quando o nível de água da lagoa era inferior a 45% de sua capacidade (abril e maio) e, depois, quando o nível de água da lagoa estava no máximo de sua capacidade (julho e agosto), sempre em dois pontos na Lagoa de Extremoz e um no Rio Guajiru. Essas amostragens foram necessárias para avaliar as concentrações de metais (Zn, Cu, Pb, Cd, Cr, Fe, Ni) no sedimento superficial, e sua relação aos resultados de testes ecotoxicológicos realizados em água e sedimentos. A extração dos metais foi realizada por solução mista (HCl 0,5 mol.L -1 + H 2 SO 4 0,012 mol.L -1 ) e analisada por Espectrometria de Absorção Atômica (EAA). Os ensaios ecotoxicológicos crônicos usaram Ceriodaphnia dubia e C. silvestrii para análise da toxicidade da água e Hyalella azteca para sedimento. Foram realizadas análises no sedimento para determinar os teores de matéria orgânica -MO (incineração em mufla a 600 ºC), de carbonato (solubilização com ácido acético a 4%) e a granulometria (peneiramento simples). Os resultados sugerem riscos às comunidades de crustáceos bentônicos e, consequentemente, a todo o ecossistema da lagoa, atribuídos principalmente ao aporte antropogênico de Zn, Cu, Pb e Cd, à correlação positiva de MO, CaCO 3 e porção siltico-argilosa, bem como à frequência de amostras com efeito tóxico crônica ao Hyalella azteca.