Os α-2 agonistas são amplamente utilizados em ovinos, e incluem fármacos como a xilazina e a dexmedetomidina. Apesar da conhecida relação entre seletividade e efeitos adversos, não há estudos que comparem a administração dos dois fármacos em doses equi-sedativas em ovinos. Assim, o presente estudo objetivou comparar os efeitos cardiopulmonares, hematológicos e gastrointestinais de doses equi-sedativas de xilazina e dexmedetomidina em ovinos. Foram utilizadas sete ovelhas sem raça definida, que foram sedadas com dexmedetomidina 5 µg.kg-1 (DEX) ou xilazina 0,075 mg.kg-1 (XIL), por via intravenosa, em um estudo cruzado. Foram avaliados: tempo de início de sedação, escore de sedação, frequência cardíaca (FC), saturação de oxihemoglobina (SpO2), frequência respiratória (FR), pressões arteriais sistólica (PAS), média (PAM) e diastólica (PAD), temperatura retal e espessura de baço. As avaliações ocorreram antes da administração dos fármacos (basal - TB) e 5 (T5), 15 (T15), 30 (T30), 45 (T45) e 60 (T60) minutos após administração do tratamento. Avaliou-se hematocrito (Ht), hemácias (He), hemoglobina (Hb), leucocitos totais, contagem de plaquetas, proteínas plasmáticas totais (PPT); glicose e lactato plasmáticos; e densidade urinária nos tempos TB, T5, T15, T30 e T60; bem como motilidade de rúmen (MRu) e retículo (MRe) em TB, T15, T30, T45 e T60. Os tratamentos promoveram escore de sedação semelhante (p > 0,05), com início de ação precoce (p < 0,05) no XIL (71 ± 16” vs 111 ± 33”). XIL apresentou SpO2 inferior (p < 0,05) à DEX no T5 (66 ± 13 vs 92 ± 2) e T15 (78 ± 7 vs 91 ± 5). Em XIL, FC e FR foram maiores (p < 0,05) em T5, comparado a TB e a DEX. Na comparação entre tratamentos, a PAS foi inferior (p < 0,05) no XIL no T5, e a PAM foi inferior em DEX no T45. A espessura de baço aumentou significativamente no T30 em ambos os tratamentos. Houve redução em ambos os tratamentos a valores inferiores ao de referência para a espécie, de Ht e He, no T30, e de Hb no T15 e T30. MRu e MRe reduziram significativamente, com retorno precoce a valores basais no XIL (T30) comparado ao DEX (T45). Em XIL, a densidade urinária retornou ao basal precocemente (T15) e foi estatisticamente superior ao DEX em T45 e T60. Ambos os tratamentos promoveram aumento significativo de glicemia e redução de lactato plasmático. Xilazina (0,075 mg.kg-1) e dexmedetomidina (5 µg.kg-1), quando administradas por via intravenosa, promovem sequestro esplênico de hemácias e redução significativa da motilidade de rúmen e retículo. Entretanto, a xilazina possui início de ação precoce e causa aumento significativo de frequência respiratória e cardíaca, enquanto a dexmedetomidina tem início de ação mais tardio, e efeito prolongado sobre sedação, hematócrito, hemácias, hemoglobina, contagem de plaquetas, densidade urinária, motilidade de rúmen e motilidade de retículo.