-(Diatoms from distinct habitats of a highly heterogeneous reservoir, Billings Complex, southeastern Brazil). A diatom survey was carried out in the largest reservoir of the city of São Paulo. Twenty-four phytoplankton, 15 periphyton, and 12 surface sediment samples covering a gradient of trophic states were collected in 2009 and 2010. Overall, 67 taxa were sampled (60 species and varieties and seven identified at the genus level). Four species are new records to Brazil (Stephanodiscus minutulus, Fragilaria aquaplus, F. perminuta and Ulnaria ferefusiformis), and beyond those, six others are new records to the State of São Paulo. Periphyton accounted for the highest number of species (68.6%) and exclusive taxa (21). The eutrophic and natural mesotrophic regions presented the highest number of species (46 and 41 taxa, respectively), contrasting with the hypereutrophic and artificial mesotrophic regions (22 taxa each). Present findings highlight that the local biodiversity can be directly influenced by the type of habitat analyzed, and different habitats should be included for improving the knowledge of local biodiversity. Keywords: periphyton, phytoplankton, surface sediment, taxonomic survey, trophic gradient RESUMO -(Diatomáceas de diferentes habitats em um reservatório altamente heterogêneo, Complexo Billings, Sudeste do Brasil). O levantamento taxonômico foi realizado no maior reservatório da cidade de São Paulo. Vinte e quatro amostras de fitoplâncton, 15 de perifíton e 12 de sedimentos superficiais cobrindo um gradiente trófico foram coletadas em 2009 e 2010. No geral, 67 táxons foram registrados (60 espécies e variedades e sete em nível genérico). Quatro espécies são novas citações para o Brasil (Stephanodiscus minutulus, Fragilaria aquaplus, F. perminuta e Ulnaria ferefusiformis), além de outras seis novas citações para o Estado de São Paulo. O perifíton contribuiu com o maior número de espécies (68,6%) e táxons exclusivos (21). A região eutrófica e mesotrófica natural apresentaram o maior número de espécies (46 e 41, respectivamente), contrastando com a região supereutrófica e mesotrófica artificial (22 táxons cada). O resultado encontrado destaca que a biodiversidade local pode ser diretamente influenciada pelo tipo de habitat analisado, e que diferentes habitats devem ser incluídos para aumentar o conhecimento da biodiversidade local.