Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) fazem parte dos poluentes ambientais, gerados principalmente pela combustão incompleta de biomassa e derrame de óleo. Estes poluentes podem ser originados de fontes naturais ou antropogênicas, caraterizados pela lipossolubilidade e persistência, mantendo-se assim biodisponíveis no ambiente fluvial e acarretando possíveis problemas aos organismos aquáticos e humanos. Este estudo revela de forma inédita a distribuição, os níveis de HPAs, a diferenciação entre fontes de contaminação e estima os impactos ecológicos destes hidrocarbonetos aderidos a superfície dos sedimentos do Rio Parnaíba, por meio de técnicas cromatográficas e o auxílio de parâmetros geoquímicos específicos. O somatório das concentrações dos 16 HPAs prioritários, variou de 4,06 a 1.579,10 ng g-1, classificado em nível de poluição moderada. De modo geral, os HPAs de alta massa molecular (4-6 anéis) foram predominantes neste estudo, com 72,01% e a partir o auxílio das razões diagnósticas e diagramas cruzados foi possível determinar fontes não pontuais de contaminação. Através da regressão não linear de Spearman‘s observou que os compostos Acy, BbkF, BaP, IcdP e BghiP, correlacionaram positivamente com a fração de black carbon (BC) que apresentou concentração de 0,2 a 0,6%. E os compostos Acy, Phe, Pyr, BaA, Chry, BghiP e ∑HPAs correlacionaram com a matéria orgânica. O Benzo(a)pireno é altamente tóxico e foi o único HPA que excedeu a faixa de efeitos baixos (ERL), limite de efeito limiar (TEL) e o de nível provável (PEL), sugerindo assim possíveis efeito adversos à biota e aos seres humanos. O BaP contribuiu com mais de 80% entre os 16 HPAs prioritários para a quantidade equivalente tóxica total (TEQ). E os HPAs cancerígenos contribuíram com 84,27% do total de hidrocarbonetos deste estudo.