Objetivo: Avaliar prevalência de autopercepção de saúde em adultos (18 a 59 anos) e pessoas idosas (≥60 anos) do estado de São Paulo; e analisar associação entre autopercepção negativa da saúde e marcadores de padrões de alimentação saudável e não saudável e estado nutricional. Métodos: Estudo transversal com 8.420 indivíduos (4.723 adultos e 3.697 pessoas idosas) do Sistema de Vigilância de Fatores de Risco e Proteção para Doenças Crônicas por Inquérito Telefônico (Vigitel) 2020 do estado de São Paulo. Autopercepção de saúde foi categorizada em positiva e negativa. Foram considerados marcadores de padrões saudáveis e não saudáveis de alimentação, e estado nutricional segundo Índice de Massa Corporal. Utilizou-se regressão logística, com nível de significância de 5%. Resultados: No total, 74,2% e 25,8% relataram autopercepção positiva e negativa, respectivamente. Autopercepção negativa foi superior entre pessoas idosas do que entre adultos (34,9% vs. 23,4%, p<0,001). Adultos que consumiram regularmente frutas e hortaliças (OR=0,5; IC95%:0,3-0,7) e cinco ou mais grupos de alimentos minimamente processados (OR=0,7; IC95%:0,5-0,9) tinham menor chance de autopercepção negativa, mas os que consumiram refrigerantes cinco ou mais dias da semana (OR=1,4; IC95%:1,0-1,9) tinham maior chance de autopercepção negativa. Adultos obesos apresentaram maior chance de autopercepção negativa (OR=1,9; IC95%:1,4-2,5). Entre as pessoas idosas, nenhuma variável permaneceu associada à autopercepção negativa. Conclusões: Considerável percentual de adultos e de pessoas idosas relataram autopercepção negativa, e os fatores associados foram distintos entre esses grupos. entre esses grupos populacionais. Recomenda-se a necessidade de análises estratificadas que considerem as particularidades das faixas etárias.