A bacia hidrográfica do rio Gurguéia (BHRG) está localizada na região sul do estado do Piauí, Brasil. O Rio Gurguéia é um tributário do Rio Paranaíba, o segundo maior e de significativa importância na região nordeste do Brasil. A ocupação desordenada e o uso intensivo dos recursos naturais são fatores potenciais de degradação ambiental nesta bacia hidrográfica. Diante disso, este estudo visa investigar as concentrações, a distribuição espacial e as fontes de poluição do solo e sedimentos por EPTs (Ba, Ce, Co, Cr, Cu, Fe, La, Mn, Nd, Ni, Pb, Pr, Sc, Sm, Th, Ti, V, Y e Zn) em áreas de Cerrado, pastagem, agricultura, banco de canais e em sedimentos de leito do Rio Gurguéia, utilizando índices geoquímicos e avaliação de risco ecológico.Para tanto, foram coletadas 188 amostras compostas em cinco áreas diferentes da bacia hidrográfica, incluindo cerrado preservado (81 amostras), pastagens (48 amostras), agricultura (14 amostras), banco de canais fluviais (36 amostras) e sedimentos de leito (9 amostras) do curso principal. A possível contaminação foi avaliada usando índices geoquímicos como fator de enriquecimento, fator de contaminação, índice de carga poluidora e índice de risco ecológico potencial. Com base no índice de carga poluidora, os sedimentos de leito e dos bancos de canais foram classificados como poluídos, enfatizando a capacidade dos sedimentos como indicadores de poluição de médio e longo prazo. Com isso, este estudo representa um avanço significativo na compreensão das concentrações e dos riscos ecológicos associados aos EPTs nos solos e sedimentos da BHRG. Os resultados indicam que, embora a região seja classificada como não poluída a moderadamente poluída, com baixo ou nenhum enriquecimento de EPTs e baixos índices de risco ecológico (IREP) para todos os pontos amostrais, há áreas, especialmente nos sedimentos fluviais, que apresentam maiores níveis de contaminação. O material de origem é o principal fator que governa essas concentrações nos solos. Esses achados destacam a necessidade urgente de intervenções específicas para mitigar riscos potenciais ao meio ambiente e à saúde pública.