Este trabalho teve como objetivo avaliar o teor de metais pesados (Al, Fe, Cu, Pb, Zn, Mn, Cr, Ni, Cd, As, Hg) em água e sedimento e algumas propriedades fisico-químicas (pH, oxigênio dissolvido (OD), fósforo total (P), condutividade elétrica(CE), turbidez (TURB), dureza total (DT), total de sólidos dissolvidos (TDS), NaCl, NO3-, NO2-. Adicionalmente, foi feito a caracterização do sedimento (substância húmica (SH), matéria orgânica (MO) e capacidade de troca catiônica (CTC). Os dados dos parâmetros físico-químicos classificam as águas do lago Bonsucesso como de classe 3, segundo resolução CONAMA n. 357-2005. Apenas o ponto 2 apresentou baixa concentração de MO. Concentrações maiores que 10% já indica uma capacidade deste reter poluentes orgânicos e inorgânicos. O pH do sedimento apresentou características ácidas, o que pode facilitar a liberação de íons complexados para o meio ambiente. As análises de metais pesados no sedimento revelaram a presença de Cádmio, Cromo, Cobre e Zinco em concentrações acima dos níveis 1 ou 2 da resolução CONAMA 454/2012, evidenciando o acúmulo no sedimento do lago. Na água, os metais Alumínio e Cobre apresentaram concentrações acima do limite permitido pela Resolução CONAMA n.357/2005, enquanto que os metais Arsênio e Mercúrio apenas nos pontos 1, 6, 8 e 1, 6 respectivamente.