Objetivo: Verificar a prevalência de anemia e deficiência de ferro, analisar a correlação entre indicadores hematológicos e índice de massa corporal pré-gestacional/gestacional e o comportamento desses indicadores de acordo com a semana de gestação. Método: Estudo de corte transversal com 146 gestantes atendidas em ambulatório de pré-natal da rede pública de Cuiabá-MT, Centro-Oeste do Brasil, de maio de 2008 a maio de 2009. Os indicadores hematológicos foram coletados e relacionados entre si e com os índices de massa corporal. Analisou-se o comportamento dos indicadores hematológicos conforme a semana de gestação. O coeficiente de correlação de Pearson foi empregado para avaliar a associação entre as variáveis. Para estes testes, foi considerado o nível de significância menor que 5% (p < 0,05). Resultados: A prevalência de anemia variou de 3,4% a 4,8%, considerando-se os valores para hemoglobina, hematócrito e volume corpuscular médio. Entretanto, as prevalências das alterações nos indicadores de reservas de ferro variaram de 11,0% para transferrina a 39,0% para ferritina. As correlações positivas estatisticamente significantes foram: hemoglobina e hematócrito (0,85),ferro e índice de saturação de transferrina (0,75). Observou-se comportamento constante no volume corpuscular médio, hematócrito e hemoglobina, e queda nestes indicadores ao final da 27ª semana de gestação. O IMC mostrou correlação negativa com o ferro sérico. Conclusão: Foi baixa a prevalência de anemia pelos níveis de hemoglobina, mas os indicadores de reservas de ferro mostraram maior prevalência de deficiência de ferro. Os indicadores de reservas de ferro que tiveram correlação mais forte entre si foram o ferro sérico e o índice de saturação da transferrina, sugerindo que sua combinação com outros indicadores hematológicos poderia melhor caracterizar a anemia por carência de ferro. O IMC e o ferro apresentaram correlação negativa.