RESUMO O bolor verde é a principal doença de frutos cítricos pós-colheita. Produtos e processos alternativos para controle de doenças de plantas vêm sendo cada vez mais requeridos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antifúngica de óleos essenciais sobre Penicillium digitatum em laranjas, isoladamente ou em combinação com tratamento térmico. Para tanto, um isolado do fungo foi submetido, in vitro, a diferentes concentrações dos óleos de canela, capim-limão e palmarosa, em meio de cultura BDA, sendo avaliada também a atividade antifúngica dos compostos voláteis dos óleos. Além disso, foi realizado um estudo do efeito dos óleos sobre laranjas inoculadas, de modo curativo e protetivo. Laranjas foram inoculadas com 10 uL de suspensão de conídios (105 conídios mL-1), em dois períodos de incubação (4 h antes ou 24 h após os tratamentos). Os tratamentos com óleos essenciais por aspersão foram: testemunha, canela, capim-limão e palmarosa, a 0,5 e 1,0 g L-1, acrescidos de Tween20. Outro teste com óleo de canela, para verificar a melhor dose, foi realizado com 0,0; 0,12; 0,25; 0,5 e 1,0 g L-1 e um blend de canela (0,12 g L-1) e capim-limão (0,12 g L-1). O armazenamento foi a 25 °C e 80% de umidade relativa (UR) por até 6 dias. Posteriormente, efetuou-se um teste em laranjas inoculadas 4 h antes dos tratamentos: testemunha; canela (0,12 g L-1); termoterapia (60 °C por 20 s); termoterapia + óleo de canela; imazalil (1000 mg L-1). Armazenaram-se os frutos a 10 °C/85% UR por 6 dias mais 3 dias em condições ambiente. In vitro, o óleo de canela foi o mais fungitóxico para P. digitatum, inibindo totalmente o índice de crescimento micelial em concentrações superiores a 0,5 g L-1 por contato e, reduzindo significativamente pelos seus constituintes voláteis. Sobre laranjas inoculadas, o óleo de canela foi mais efetivo como curativo e, capim-limão como protetivo. No teste screening, a dose de 0,12 g L-1 do óleo de canela mostrou melhor resultado frente às doses superiores e ao blend de canela mais capim-limão. A combinação termoterapia seguida de aspersão de óleo de canela reduziu significativamente o desenvolvimento do bolor verde (AACPD) nos frutos (40,5%), quando armazenados sob refrigeração; entretanto, o fungicida imazalil proporcionou um controle mais efetivo (97%) durante o armazenamento prolongado.