A mucosite é uma síndrome caracterizada por ulceração de toda mucosa do TGI, e ocorre em cerca de 40% dos pacientes com câncer tratados com o 5-fluorouracil, porém ainda não existe uma abordagem terapêutica específica para esta patologia. O β-cariofileno (BCF) é um sesquiterpeno que vem sendo amplamente estudado, por demonstrar efeito antioxidante e anti-inflamatório em diversas condições inflamatórias. Neste contexto, o presente estudo visa investigar o efeito do BCF em modelo de mucosite intestinal induzida por 5-FU.  Camundongos Swiss machos receberam salina (0,9%, i.p.) ou 5-FU (450 mg/Kg, i.p. dose única). Após 24h da administração de 5-FU, administrou-se BCF (10, 30 ou 100 mg/kg, gavagem) durante dois dias e os animais foram eutanasiados no quarto dia do protocolo experimental. Os segmentos do intestino delgado foram coletados para a análise dos seguintes parâmetros: perda ponderal, alterações histológicas, leucograma, dosagens de MDA, GSH, MPO, contagem de mastócitos, marcação de IL-1β por imunohistoquímica, dosagem de NO, expressão gênica de iNOS por qPCR, e marcação de COX-2 por imunohistoquímica. O BCF não preveniu a perda de peso induzida pelo 5-FU, porém, na dose de 10mg/kg, preveniu a leucopenia e reduziu as alterações histopatológicas induzidas pelo quimioterápico no duodeno. O BCF também reduziu (p<0,05) o estresse oxidativo (por diminuir os níveis de MDA e aumentar GSH) e a inflamação (por reduzir os níveis de mastócitos, MPO e expressão de IL-1β) induzida pelo 5-FU. No duodeno, a administração de L-NAME ou celecoxibe promoveu um efeito sinérgico ao do BCF, reduzindo (p<0,05), respectivamente, a expressão de iNOS  e a imunomarcação de COX-2, quando comparado ao grupo tratado com 5-FU. Diante disto, os resultados indicam que o BCF apresenta um efeito protetor na mucosa intestinal, por demonstrar propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias, o qual parece ser mediado pela inibição via do NO e da COX-2, em modelo de mucosite intestinal induzida por 5-FU.