Introdução: A sinestesia, que possui uma prevalência de 4%, é uma condição neurológica em que um único estímulo elicia experiências adicionais a outro sentido sensorial, que pode ser: visual, auditivo, olfativo, gustativo e tátil. Essa condição não está incluída no Manual Diagnóstico e Estatístico de Transtornos Mentais 5ª edição (DSM-5), entretanto suas bases neurológicas podem estar atreladas a algumas disfunções comportamentais presentes em outros transtornos, como no transtorno do espectro do autismo (TEA). Objetivo: Realizar uma revisão de literatura sobre a sinestesia e sua possível correlação com o TEA. Materiais e métodos: O levantamento bibliográfico foi feito por meio de consultas às bases de dados eletrônicas PubMed, ScienceDirect, SciELO, Google Acadêmico e ResearchGate, sendo incluídos artigos e livros publicados nas línguas portuguesa e inglesa, entre os anos 1995 e 2015, que documentassem sobre a sinestesia e o TEA. Resultados: Para compor esta revisão, 37 artigos e 4 livros, nacionais e internacionais, foram incluídos. Os estudos mostraram que a prevalência da sinestesia é maior em indivíduos autistas. Outros resultados apontam semelhanças nas bases neurológicas e genéticas envolvidas no TEA e na sinestesia, que explicam o processamento perceptual sensorial alterado em ambos. Conclusão: Com base em diferentes estudos, conclui-se que a sinestesia e o TEA podem apresentar uma correlação e que seus aspectos apontam um desafio para futuras pesquisas.