Objetivo: Avaliar o efeito do envelhecimento térmico por termociclagem na estabilidade de cor e rugosidade superficial de duas resinas compostas, avaliar grau de conversão (GC), sorção (SO), solubilidade (SL) e microdureza. Material e método: Foram confeccionados 10 espécimes (6 mm x 1 mm) para cada resina: Filtek Z350 XT (Z350XT) e Estelite Sigma Quick (ES). Foram avaliados: GC, utilizando um espectrofotômetro no infravermelho, SO e SL. A avaliação da microdureza Vickers (MV) e densidade de ligações cruzadas foram realizadas antes e após a imersão em etanol por 24h. A rugosidade superficial e a estabilidade de cor (CIEDE2000) foram avaliadas antes e após envelhecimento térmico por 2 mil ciclos, alternando 30 s a 5º, 37º e 55ºC. A estabilidade de cor e translucidez foram avaliadas com um espectrofotômetro. Os dados foram submetidos ao teste t (α=0,05). Resultados: ES apresentou resultados de GC maiores (62,5% ± 3,7) que Z350XT (48,7% ± 6,9) (p=0,004). Ambas resinas apresentaram resultados de SO e SL similares. A MV final da ES diminuiu 13% com relação a inicial (p= 0,115). Z350XT apresentou diminuição de 17% (p=0,004). ES apresentou aumento de 115% na rugosidade superficial após a termociclagem (p= 0,001), enquanto a Z350XT apresentou diminuição de 35% (p= 0,299). ES apresentou menor alteração de cor (0,280 ± 0,093), quando comparado a Z350XT (0,549 ± 0,183). A translucidez foi similar para ambos materiais (ES=30,80; Z350XT=30,35). Conclusão: A termociclagem influenciou na alteração de cor e rugosidade superficial das resinas compostas, demonstrando que podem ser alteradas pela degradação na matriz polimérica.