O estudo anatomopatológico das carcaças dos mamíferos marinhos é uma ferramenta importante para conhecer a morfofisiologia natural, bem como as alterações morfológicas associadas com algumas doenças e, desta forma, evidenciar os possíveis impactos antropogênicos. O presente trabalho teve como intuito realizar estudos sobre histopatologia dos órgãos de cetáceos e sirênios. Para isso, foram utilizadas amostras pertencentes ao acervo biológico do Projeto Cetáceos da Costa Branca (PCCB), da Associação de Pesquisa e Preservação de Ecossistemas Aquáticos (AQUASIS) e do Centro de Mamíferos Aquáticos (CMA). Os fragmentos teciduais foram submetidos ao método convencional de preparação de lâminas histológicas. As peças passaram pelos processos de desidratação e diafanização, banho em parafina líquida, inclusão em bloco, e posterior corte em micrótomo rotativo. Os cortes, de quatro a cinco micra de espessura, foram colocados em lâminas lapidadas e submetidos ao método de coloração Hematoxilina-eosina (H.E.), sendo então montados utilizando-se lamínula e resina sintética. Considerando que os animais em estudo pertencem a diferentes espécies, faixas etárias e sexo, foi realizada uma análise descritiva geral dos aspectos patológicos encontrados em cada caso. De um total de 237 amostras pertencentes a 66 indivíduos da ordem Cetacea (n=28) e Sirenia (n=38), 34,17% (n=81) apresentaram alterações microscópicas, 54,85% (n=130) estavam normais e 10,97% (n=26) se encontravam autolisadas. Dentre as alterações microscópicas evidentes foi diagnosticado no sistema bucal 50% de estomatite (n=1), o coração apresentou 6,66% de fibrose intersticial (n=2), 10% de hemorragia (n=3) e 6,66% de miocardite (n=2). Os pulmões mostraram em 19% das análises edema pulmonar (n=11), 10% de congestão vascular (n=6), 13% de hemorragia (n=8), 3% de enfisema (n=2), 7% hemossiderose (n=4), 3% pneumonia intersticial (n=2), 2% de pneumonia eosinofílica (n=1), 2% de granuloma parasitário (n=1), 2% de cisto parasitário (n=1), 2% de traqueíte (n=1). No estômago foi visualizado em um sirênio áreas extensas de hemorragia (16,66%; n=1) e no intestino foi detectado hiperplasia nodular linfóide (7%; n=2), enterite (4%; n=1), congestão dos vasos (4%; n=1) e degeneração vacuolar (4%; n=1). Os fígados analisados mostraram 23% de degeneração vacuolar (n=5), 9% de necrose hepatocelular (n=2), 9% de depósito moderado de grânulos de melanina (n=2), 4,54% de hepatite crônica (n=1), 9% de fibrose periportal (n=2), 4,54% de abscesso (n=1), 4,54% de congestão (n=1), 4,54% de bilestase (n=1), e 4,54% de proliferação dos ductos biliares (n=1). Nos baços foi possível constatar 20% de rarefação de polpa branca (n=2), 10% de rarefação de polpa branca e vermelha (n=1), e 30% de deposição moderada de grânulos de melanina (n=3). No pâncreas foi observado uma rarefação das células centroacinosas em 50% (n=1) das amostras. Nos rins foi encontrado 14% de nefrose tubular tóxica (n=4), 7% de hemorragia multifocal (n=2), 14% de congestão vascular (n=4), 3,44% de presença de bactérias (n=1), 3,44% de glomerulonefrite proliferativa (n=1), 3,44% de microabscessos (n=1), 3,44% de edema severo (n=1), 3,44% de cistos renais (n=1) e 3,44% de nefrite intersticial crônica (n=1). Nos úteros avaliados foi observado 25% de calcificação distrófica focal (n=1) e 25% de metrite (n=1). Nos linfonodos foram observados alterações sugestivas de imunossupressão (25%; n=1), hemorragia (25%; n=1), e melanose (50%; n=2). Outros achados incluíram rarefação das células da adrenal (50%, n=1), poucos espermatozoides no lúmen (14,28%; n=2) ou presença apenas de espermatogônias nos túbulos seminíferos (21,42%; n=3), e 25% de hiperplasia focal da bexiga (n=1). Apesar das alterações presentes em diversos sistemas, as patologias pulmonares foram superiores as demais tanto em órgãos de cetáceos como em sirênios encalhados no litoral do nordeste brasileiro.