O conhecimento de informações técnicas a respeito da caracterização física de produtos agrícolas é de suma importância para o desenvolvimento e melhoramento de equipamentos pós-colheita de processamento e, também, para auxiliar em estudos que envolvam transferência de calor e massa e movimentação de ar em massas granulares. Assim, objetivou-se com o presente trabalho avaliar a cinética de secagem em camada delgada e algumas propriedades físicas de grãos de aveia branca (Avena sativa L.) para diferentes teores de água. Foram utilizados grãos de aveia branca, cultivar FMS 3, colhidos manualmente, com um teor de água de, aproximadamente, 0,41 (decimal, b.s.), em uma área pertencente a Fundação MS, no município de Maracaju (MS). A cinética de secagem foi realizada em um secador experimental de leito fixo, utilizando-se cinco temperaturas (30, 40, 50, 60 e 70 °C) e três velocidades do ar de secagem (0,6; 1,4 e 2,2 m s-1). O produto foi seco até atingir um teor de água de, aproximadamente, 0,151 (decimal, b.s.). Aos dados experimentais, foram ajustados modelos matemáticos tradicionalmente utilizados para a representação da secagem de produtos agrícolas. Foram também determinadas a taxa de redução de água, o coeficiente de difusão efetivo, a energia de ativação e as principais propriedades termodinâmicas relacionadas ao processo de secagem. As propriedades físicas foram determinadas para diferentes teores de água durante a secagem: 0,41; 0,34; 0,27; 0,21; 0,16 e 0,10 (decimal, b.s.). Durante a secagem dos grãos, pela temperatura de 40 °C, avaliaram-se as seguintes propriedades físicas: ângulo de repouso, massa específica aparente e unitária, porosidade, massa de mil grãos, dimensões características, diâmetro médio geométrico, volume unitário, esfericidade, circularidade, área projetada e superficial, relação superfície/volume, assim como a contração volumétrica da massa e unitária. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que: os modelos de Dois termos, Logarítmico, Midilli, Page e Thompson foram os que melhor se ajustaram aos dados observados de secagem dos grãos de aveia branca; a elevação da temperatura e da velocidade do ar de secagem resulta no aumento da taxa de redução de água do produto e nos valores do coeficiente de difusão efetivo; a energia de ativação apresentou elevação de suas magnitudes com o aumento da velocidade do ar de secagem. As propriedades termodinâmicas, entalpia específica, entropia específica e energia livre de Gibbs, são influenciadas pela variação da temperatura e da velocidade do ar de secagem. Em geral, todas as propriedades físicas dos grãos de aveia branca em estudo foram influenciadas pela redução do teor de água. O modelo polinomial de grau dois foi selecionado para representar os fenômenos de contração volumétrica unitária e da massa dos grãos de aveia branca.