Introdução: O método mãe canguru foi criado em 1978 por médicos colombianos, como resposta à alta taxa de mortalidade entre os recém-nascidos prematuros, e no Brasil foi adotado como um tipo de assistência neonatal em 2007, após aprovação do Ministério da Saúde. Objetivo: Avaliar as respostas fisiológicas em recém-nascidos pré-termos (RNPT) de baixo peso submetidos à aplicação do método mãe canguru. Métodos: Foram avaliados 24 RNPT, estáveis, com idade gestacional entre 24 e 37 semanas, peso inferior a 2.500 g, sem complicações neurológicas, respiratórias, cardíacas e malformações congênitas. Os bebês foram submetidos ao método 60 minutos após administração da dieta e as avaliações foram realizadas antes e 30 minutos após a intervenção, durante 3 dias consecutivos. As variáveis estudadas foram frequência cardíaca e respiratória, saturação periférica de oxigênio, temperatura corporal, pressão arterial média e peso. Resultados: Observou-se diferenças significativas na frequência respiratória (p = 0,01), saturação periférica de oxigênio (p < 0,001), temperatura corporal (p = 0,02) e pressão arterial média (p = 0,01). Enquanto a frequência cardíaca (p = 0,13) e peso (p = 0,55), não apresentaram diferenças significativas. Conclusão: A aplicação do método promoveu aos RNPT redução na frequência respiratória e pressão arterial média, aumento da saturação de oxigênio, e normalização da temperatura corporal, enquanto as demais variáveis não sofreram alterações significativas.Palavras-chave: recém-nascido, prematuro, processos fisiológicos, método mãe canguru.