A Educação Ambiental tem sido discutida como das principais estratégias diante dos impactos ambientais crescentes, provocados pelas atividades humanas. Apesar das importantes conquistas legais quanto à Educação Ambiental no Brasil, na prática, a sua implementação na Educação Básica tem enfrentado grandes dificuldades. Entre outros motivos está a ausência da utilização de mecanismos avaliativos que permitam avaliações diagnósticas e o planejamento estratégico para a Educação Ambiental mais prática e eficiente. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi aplicar um modelo amplo de diagnóstico quanto aos valores, atitudes e comportamentos ambientais de estudantes do Ensino Médio analisando as diferenças entre sexo, nível de escolaridade e idade e correlações entre as variáveis ambientais. Foi aplicado um questionário com escalas de valores, atitudes e comportamentos ambientais para uma amostra de 138 estudantes do primeiro, segundo e terceiro do Ensino Médio de ambos os sexos. Foi encontrado uma maior concordância das respostas dos estudantes com os valores ecocêntricos, seguido dos valores antropocêntricos. Estudantes do sexo feminino foram mais concordantes com os valores antropocêntricos e estudantes do primeiro ano foram mais apáticos às questões ambientais quando comparados com os alunos do terceiro ano do Ensino Médio. Também foram encontradas correlações entre as respostas aos valores ecocêntricos e atitudes ambientais, valores ecocêntricos e comportamentos ambientais, valores antropocêntricos e apáticos atitudes e comportamentos ambientais. A aplicação das escalas forneceu informações relevantes que podem ser consideradas no planejamento de práticas de Educação Ambiental, indicando pontos da relação ambiental que podem ser prioritários.