Cenostigma tocantinum Ducke é uma espécie arbórea, arbustiva, nativa do Brasil. Sua madeira é utilizada na construção civil e a árvore em projetos de arborização. Este estudo objetivou avaliar a diversidade genética entre e dentro de populações de C. tocantinum usadas em projetos de arborização urbana, por meio de marcadores AFLP. Foram amostradas 90 plantas em três populações de cidades do estado do Amazonas: Manaus, Parintins e Presidente Figueiredo. Os marcadores AFLP foram eficientes na diferenciação genética das populações, revelando 186 locos, 132 (71%) polimórficos, a partir de quatro combinações de oligonucleotídeos. O teste de Mantel indicou que a distância geográfica está correlacionada com a divergência genética entre as populações (r: 0,5034; P=0,001), o que pode ter sido influenciado pelo fluxo gênico observado. O dendrograma e a análise bayesiana de agrupamento permitiram a identificação de maior similaridade genética entre as populações de Manaus e Parintins. Contudo, a maior parte da diversidade genética ocorre dentro das populações. As variações inter e intrapopulacionais foram de 36,6% e 63,4%, respectivamente. Para espécies arbóreas, como C. tocantinum, usadas em projetos de arborização urbana, a introdução de plantas em novos projetos, oriundas de amostragem adequada em outras populações, auxilia na conservação genética da espécie.