Objetivo: Avaliar o efeito da suplementação com caseína sobre o periodonto e osso mandibular de ratos alimentados com dieta padrão e dieta de cafeteria. Metodologia: 24 ratos Wistar foram divididos em quatro grupos experimentais: dieta normal (DN), dieta normal com caseína (DNC), dieta de cafeteria (DC) e dieta de cafeteria com caseína (DCC). Os grupos DNC e DCC receberam 2 mL de caseína micelar do 60º ao 90º dia. Aos 90 dias, os animais foram ortoeutanasiados e os materiais foram coletados para análise. Resultados: Os animais dos grupos DC e DCC apresentaram maior índice de adiposidade comparados a DN e DNC (p<0001). O grupo DCC teve dosagem de colesterol HDL significativamente menor que DN (p<0,0092). Na análise radiográfica da hemimandíbula dos animais, não foi observada diferença em relação à densidade de pixels, entretanto, houve diferença no tamanho da porção anterior mandibular entre DCC e DNC (p<0,0196) e DCC e DN (p<0,0039). Histologicamente, observou-se redução de vasos sanguíneos, tanto em osso alveolar (p=0,0033), osso da furca (p<0,0001) e ligamento periodontal (p=0,0001) em DCC. Além disso, no osso alveolar houve diminuição de osteócitos no grupo DCC em relação à DNC (p=0,0198).  Conclusões: O aumento da adiposidade contribuiu para diminuição de vasos sanguíneos e osteócitos no tecido ósseo de ratos, apesar de não influenciar na inflamação. Esse efeito foi independente de caseína. Portanto, a suplementação com caseína em ratos submetidos a dieta de cafeteria não foi efetiva para diminuir o acúmulo de tecido adiposo, bem como não interferiu positivamente no metabolismo ósseo da hemimandíbula.