Introdução: Quando se fala em saúde pública é crucial considerar dados epidemiológicos e métodos de avaliação da assistência, com o intuito de promover melhoria. Uma maneira de propiciar isso são os modelos lógicos, associam atividades, entradas de recursos, saídas de produtos e resultados. Objetivo: Construir um modelo lógico ilustrativo do funcionamento de uma Unidade de Saúde da Família e validar o seu conteúdo. Metodologia: Foi realizada revisão de literatura, observação participante e conversa com informantes-chave. Ademais, houve validação do conteúdo por profissionais atuantes na Unidade de Saúde da Família (USF) em uma roda de conversa. Resultados: Elaborou-se cinco dimensões (Gestão do Trabalho, Atividades não assistenciais, Atividades assistenciais, Educação permanente continuada e Atividades docentes assistenciais) relacionadas à missão e aos elementos de recursos (físicos, informação, parcerias e financeiros), caracterizando, assim, o modelo. Conclusões: Os impactos alcançados com a aplicação do modelo remetem a critérios de qualidade (legitimidade, empoderamento e resolutividade); ao modelo assistencial instituído (vigilância à saúde); a características do próprio modelo (Clínica ampliada, intersetorialidade, ações multiprofissionais), além da motivação profissional. Todavia, embora validado por USF específica, o modelo orienta-se por uma Política Nacional, podendo contribuir com outras realidades pertinentes à saúde.