Os recursos naturais se tornam cada vez mais limitados, em consequência da degradação ambiental. O presente trabalho teve como objetivo verificar possível correlação entre dados de genotoxicidade/citotoxicidade, via teste de Allium cepa, em amostras de águas superficiais e determinações de concentração do micropoluente cafeína. Analisando-se amostras de água de um rio urbano, foi encontrada uma correlação positiva, R = 0,504 e p = 0,095, entre os valores de concentração de cafeína na água e o índice de aberrações cromossômicas (IAC), obtido no bioensaio, representando certa dependência entre as variáveis. Os resultados de citotoxicidade e genotoxicidade apresentaram variação no índice mitótico (IM) e aberrações cromossômicas (AC), respectivamente. Os resultados do bioensaio, quando relacionados à presença de cafeína, indicam a contaminação por esgoto contendo substâncias que podem levar a essas alterações, por exemplo, fármacos. Demonstra-se, assim, a potencialidade do uso das técnicas para auxiliar nas tomadas de decisão para proteção dos mananciais.