Este trabalho apresenta algumas técnicas de Sistema de Informação Geográfica e de Sensoriamento Remoto aplicadas na análise geomorfológica da sub-bacia do rio Santa Bárbara (MG), integrante da bacia do rio Doce, para caracterização de seu potencial erosivo. Para tanto, baseou-se nos seus aspectos geológicos, pedológicos, de declividade e de uso e cobertura do solo sobre as quais se aplicou a álgebra de mapas (ou análise multicriterial). Alguns parâmetros geomorfométricos (índices de Hack-IH e de Concentração da Rugosidade do Relevo-ICR) foram utilizados de forma complementar, sobre os quais foram aplicados alguns procedimentos geoestatísticos. Para o mapeamento do uso e da cobertura do solo utilizou-se a imagem LANDSAT-8 654RGB e realizou-se classificação pelo método Max-Ver, obtendo um desempenho médio geral das amostras de 95,10%. Para a espacialização do índice de Hack aplicou-se o interpolador IDW e, para o índice de Concentração da Rugosidade do Relevo, o estimador de densidade de Kernel. Os resultados mostraram que (i) parte da porção centro-norte da bacia do rio Santa Bárbara apresenta os menores valores de declividade, de IH, de ICR e de potencialidade a erosão; (ii) a bacia do rio Santa Bárbara apresenta vigor energético alto a muito alto na maior parte de sua área; (iii) consistem com a realidade física e antrópica da bacia por conhecimento prévio da área de estudo. Desta forma, pode-se considerar que, a partir de conhecimentos prévios da área de estudo, as análises morfométrica e multicriterial, apoiadas em procedimentos geoestatísticos e SIG, constituem em ferramentas eficazes nos trabalhos de planejamento e gestão territorial, principalmente se aplicadas de forma inter-relacionada.