Introdução: O tratamento do câncer provoca efeitos adversos que podem alterar o consumo alimentar e, consequentemente, a ingestão de vitaminas, minerais, fibras e fitoquímicos. Objetivo: Aplicar o Índice de Fitoquímicos (IF) da dieta nos registros alimentares de pacientes em tratamento oncológico. Método: Estudo transversal com indivíduos em tratamento oncológico. Foram coletadas informações sociodemográficas e clínicas dos participantes para caracterização da população. Os dados alimentares foram obtidos por meio de recordatório alimentar de 24 horas e inseridos no software Nutrabem Pro® para obtenção dos valores de macro e micronutrientes, bem como dos fitoquímicos. Para avaliar o IF, aplicou-se a fórmula proposta por McCarty. Resultados: Participaram do estudo 50 pacientes predominantemente do sexo feminino e com média da idade de 58±12,1 anos. A média geral do IF foi de 20,44±11,55, e a ordem crescente de consumo foi: luteína-zeaxantina, alfacaroteno, licopeno, criptoxantina e betacaroteno. Os alimentos que mais contribuíram para a ingestão dos fitoquímicos foram: beterraba, cenoura e abóbora-japonesa para beta e alfacaroteno; laranja e mamão para betacriptoxantina; molho de tomate, melancia e mamão para licopeno; almeirão e beterraba para luteína/zeaxantina; e maçã, banana e azeite para fitoesterol. O IF não se associou com as variáveis sociodemográficas e clínicas da população. Conclusão: Os pacientes em tratamento oncológico apresentaram baixo consumo de fitoquímicos. Esse resultado condiz com a ingestão insuficiente de frutas e hortaliças, as quais representam as principais fontes de carotenoides nas refeições, além do baixo consumo de oleaginosas e sementes, que configuram uma importante fonte de fitoesteróis.