En este estudio, se aplican herramientas de modelado multicriterio para mapear la distribución espacial del potencial de contaminación de la cuenca hidrográfica del embalse de Barra Bonita, en el estado de São Paulo, Brasil. La cuenca del embalse de Barra Bonita ha experimentado intensos cambios en el uso y la cobertura del suelo en las últimas décadas, incluyendo la rápida conversión de pasturas a caña de azúcar. En este sentido, este estudio responde a la falta de información sobre las variables (criterios) que afectan el potencial de contaminación de la cuenca hidrográfica mediante la construcción de un Sistema de Información Geográfica (SIG) que proporciona su distribución espacial a nivel de subcuenca. El SIG se alimentó con diversos datos (geomorfología, pedología, geología, red de drenaje y precipitaciones) proporcionados por organismos públicos. Las imágenes satelitales Landsat proporcionaron un mapa de uso y cobertura del suelo para 2002. Las calificaciones y ponderaciones de cada criterio, definidas por especialistas, respaldaron el proceso de modelado. Los resultados mostraron una amplia variabilidad en el potencial de contaminación de las diferentes subcuencas según la aplicación de diferentes criterios. Si solo se analiza el uso del suelo, por ejemplo, menos del 50% de la cuenca se clasifica como altamente amenazante para la calidad del agua e incluye subcuencas ubicadas cerca del embalse, lo que indica la importancia de las áreas de protección en los márgenes. A pesar de la subjetividad de los procesos de ponderación, el modelo de análisis multicriterio permitió la simulación.