Este estudo tem como objetivo analisar a variabilidade sedimentológica e geoquímica sazonal no estuário do Rio Capibaribe, Pernambuco. As amostragens foram realizadas nos períodos secos e chuvosos dos anos de 2010 e 2011, e submetidas à análises granulométricas, quantificação dos conteúdos de matéria orgânica total e teores de carbonato de cálcio e composições isotópicas de carbono e nitrogênio. Os resultados sedimentológicos variaram para o estuário de silte muito fino a silte grosso, com predomínio de silte grosso e de silte grosso a areia grossa, para a plataforma continental interna, com predomínio de areia média. O conteúdo da matéria orgânica e os teores de carbonato variaram de 1,5 a 21,7% e 1,7 a 87,3%, respectivamente. As porcentagens de carbono orgânico, nitrogênio total, razão C/N e suas razões isotópicas variaram de 0,11 a 8,87%; 0,01 a 1,02%; 6,01 a 18,81; -25,90 a -20,85‰PDB e -1,14 a 7,66‰Ar, respectivamente. Os altos índices pluviométricos incrementaram no volume de água do rio, aumentando a energia hidrodinâmica e, consequentemente, intensificou o processo de erosão das margens bem como, o carreamento de sedimentos finos e MOT para a plataforma continental. Durante os períodos mais secos o estuário apresentou um comportamento de retenção de sedimentos finos e matéria orgânica, ocasionado pela diminuição da energia hidrodinâmica no sistema estuarino. Os resultados isotópicos demonstraram que o estuário apresentou diferentes fontes de MOT. O estuário registrou impacto ambiental indicado pela razão isotópica δ15N oriundo dos dejetos urbanos lançados no sistema, caracterizando evidências de poluição antrópica (δ15N <2‰Ar).