A poluição de corpos hídricos superficiais por cargas difusas configura-se em um dos maiores problemas ambientais atuais. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a qualidade da água e as cargas difusas de poluição hídrica na bacia hidrográfica do rio Ribeirão da Serra (Poços de Caldas-MG). Para a avaliação da qualidade da água foram estabelecidos dois pontos de amostragem, o ponto 1 (P1) localizado na região das nascentes e o ponto 2 (P2) em área urbana. Nestes pontos foram medidas, em dois períodos sazonais (chuvoso e estiagem), as seguintes variáveis: temperatura, condutividade, oxigênio dissolvido, sólidos totais dissolvidos, sólidos totais suspensos, fósforo total e vazão. Para a estimativa do aporte de cargas difusas na bacia, foi produzido um mapa de uso e ocupação do solo e utilizado o Modelo Matemático de Correlação Uso do Solo e Qualidade da Água (MQUAL). Os resultados demonstraram a influência da área urbana na qualidade da água para as variáveis condutividade, sólidos totais dissolvidos e fósforo total com valores elevados no ponto P2. Com relação às cargas difusas, o modelo permitiu verificar que os maiores aportes diários de nitrogênio total, DBO, sólidos totais suspensos e coliformes totais, foram provenientes da área urbana da bacia. Isto indica os impactos que esta área provoca no meio aquático. O presente estudo pode subsidiar o desenvolvimento de metodologias regionais de avaliação de cargas poluidoras difusas em bacias existentes no município. Além disto, pode incentivar os gestores locais à tomada de decisões no que concerne ao planejamento adequado do uso e ocupação do solo em bacias hidrográficas urbanas.