Os estudos de vestígios arqueológicos, especialmente as pinturas rupestres, permitem conhecer as atividades desenvolvidas ao longo de milhares de anos, sendo fundamental para construir a história, entender como viviam os nossos antepassados e quais tecnologias usavam, o que as tornam alvos constantes de estudos arqueométricos. Nessa perspectiva, o objetivo do presente estudo foi realizar a caracterização químico-mineralogica dos pigmentos rupestres do sítio arqueológico Pedra do Letreiro da Maçaranduba localizado no litoral piauiense, através do emprego do Microscópio Óptico, da espectrometria de Fluorescência de Raios X (FRX) e da espectroscopia Raman para fornecer dados inerentes a matéria prima, técnicas de preparo e estado de conservação dos pigmentos rupestres. Destaca-se que as metodologias analíticas utilizadas foram suficientes para realizar a caracterização completa dos pigmentos, realizando as medidas diretamente, sem a necessidade de preparo de amostra, o que é importante para a preservação do patrimônio arqueológico estudado. Realizou-se a otimização instrumental para medidas por FRX no qual foi adotado o modo de calibração All Geo e o tempo de análise de 60 segundos selecionados por apresentar maior sensibilidade e menor desvio padrão. As observações microscópicas dos pigmentos demonstraram que as amostras foram aplicadas no estado líquido (suspensão que continha mais diluente do que pigmento) e que apresentam desgastes, devido a presença de eflorescência salinas e ações de intemperismo natural. As medidas obtidas por espectrometria de Fluorescência de Raios X apresentou as maiores porcentagens de ferro que variou de 1,297% a 4,448% (m/m) conforme a tonalidade da tinta se tornava mais intensa. Além disso, foram detectados elementos como silício (Si), alumínio (Al), fósforo (P), enxofre (S), potássio (K) e cálcio (Ca) associados a materiais aditivos inseridos no pigmento para melhoria de suas propriedades pictóricas. A espectroscopia Raman colaborou com os dados elementares obtidos por FRX que apresentou o ferro como um dos principais componentes das amostras analisadas, que se encontra na fase mineralógica da hematita (α-Fe2O3). Os resultados obtidos reforçam a teoria que o homem pré-histórico piauiense buscava em sua volta recursos minerais para a elaboração da arte rupestre e que utilizavam estratégias de produção conforme sua necessidade, com adição ou não de materiais junto a matéria prima para obtenção de um produto mais elaborado.