Introdução: Os trihalometanos (THM) constituem um grupo de subprodutos gerados pela desinfecção da água por meio da cloração. Desde a primeira vez em que foram reportados, em 1974, são alvos de estudos que buscam estabelecer uma relação positiva entre a exposição dos humanos a esses compostos e o desenvolvimento de câncer. Objetivo: Revisão da literatura cientifica disponível sobre a presença de THM na água e sua relação com o desenvolvimento do câncer de bexiga. Método: Levantamento bibliográfico da revisão feito nas bases de dados ScienceDirect e PubMeb. Os descritores utilizados foram ‘‘trihalomethane’’, ‘‘disinfection by-products’’ e ‘‘bladder cancer’’ dos Descritores em Ciências da Saúde (DeCS) da Biblioteca Virtual em Saúde. Os artigos selecionados foram publicados nos últimos cinco anos. Resultados: A amostra final desta revisão foi constituída por 31 artigos, sendo a maioria deles publicados em jornais e revistas sobre meio ambiente. Analisaram-se estudos descritivos, metanálises e outros estudos individuais com delineamento experimental, encontrando uma associação positiva, mas controversa, entre os THM e o câncer, associada a diferentes mecanismos. A relação mais consistente tem sido entre a exposição crônica e o câncer de bexiga. Conclusão: Os estudos reconhecem que existem riscos significativos a saúde relacionados aos THM, no entanto, evidencias que esclareçam os mecanismos de ação e o papel que outros fatores de risco possuem, juntamente com os THM, ainda permanecem incertas.