A deficiência de vitamina A constitui um problema de saúde pública no Nordeste brasileiro. O objetivo deste estudo foi determinar a prevalência da deficiência de vitamina A e os fatores associados em pré-escolares de Teresina, Piauí, Brasil. Os níveis de retinol sérico foram determinados por HPLC, e foram investigadas as características sócio-econômicas e demográficas de 631 crianças com idade de 36 a 83 meses. Investigou-se a associação entre os níveis de retinol e as variáveis de interesse por análise de regressão linear uni e multivariada. O nível médio de retinol foi de 1,21mmol/L (IC95%: 1,17-1,25µmol/L), independente do sexo (p = 0,259). A hipovitaminose A (retinol < 0,69µmol/L) foi observada em 15,4% das crianças (IC95%: 12,7-18,4), com tendência à diminuição com o avanço da idade; 29% das crianças (IC95%: 25,2-32,4) tinham valores aceitáveis de retinol, mas não adequados (0,70 a 1,04µmol/L). Encontrou-se associação positiva entre níveis de retinol e idade, renda per capita, suplementação prévia com vitamina A e escolaridade materna. A prevalência de hipovitaminose A representa um problema moderado de saúde pública, ressaltando a importância das estratégias de combate a essa carência na região.