A busca por diferentes tipos de matérias-primas para a construção civil tem sido intensificada na tentativa de descobrir novos materiais que possam substituir insumos, trazendo vantagens econômicas e ambientais. A presente pesquisa investigou a potencialidade pozolânica da cinza de bagaço de cana-de-açúcar residual com elevado teor de carbono e a viabilidade do seu emprego em sistemas cimentícios, após o seu beneficiamento. As caracterizações das cinzas foram realizadas por meio dos ensaios de fluorescência de raios X e difração de raios X, sendo também realizados ensaios para a avaliação da atividade pozolânica com cal. Para verificação da viabilidade técnica de argamassas com cinza beneficiada foram moldados corpos-de-prova com diferentes porcentagens de cinzas em substituição parcial do cimento Portland, analisando-se a evolução da resistência à compressão axial aos 7 e 28 dias de idade. Os resultados de caracterização mostraram que os procedimentos controlados de moagem e requeima geraram cinzas com potencial reativo para adição mineral, com características típicas de materiais pozolânicos. As propriedades mecânicas das argamassas confeccionadas com adições de cinza beneficiada em substituição do equivalente da massa de cimento justificam seu uso, visto que os níveis de resistência à compressão axial apresentados não trazem sérios comprometimentos em relação à argamassa de cimento convencional.Palavras-Chave: Cinza de bagaço de cana-de-açúcar; Propriedades; Pozolana; Argamassa cimentícia; Sustentabilidade.