Introducción: Los objetivos de este estudio fueron explorar la presencia de habilidades del pensamiento crítico y potenciar su desarrollo a través de una propuesta de educación para el desarrollo sostenible en un aula de educación infantil en torno al estudio de pérdida de biodiversidad en un bosque (ODS15). Metodología: Se llevó a cabo un estudio de caso analizando las producciones y grabaciones de aula de un grupo de 14 niños y niñas de infantil, usando una rúbrica creada ad hoc, basada en las habilidades descritas por Facione (2011) Resultados: El alumnado presenta algunas de las habilidades básicas de pensamiento crítico (interpretación, análisis, inferencia y explicación). Discusión: Estas habilidades pueden ser potenciadas con reflexión, introducción de preguntas clave y procesos de diálogo. Conclusiones: Desarrollar las competencias clave en sostenibilidad y las habilidades de pensamiento crítico es crucial para abordar las problemáticas socioambientales actuales.