A piroplasmose equina é uma doença transmitida por carrapatos, causada pelos hemoprotozoários Theileria equi e Babesia caballi. Tem importância econômica devido ao impacto no movimento internacional de cavalos para o comércio e para a participação em eventos. O objetivo deste estudo foi pesquisar a distribuição da T. equi e da B. caballi em equídeos do estado de Mato Grosso, por meio de métodos moleculares, e identificar fatores de risco associados à positividade, além de avaliar a diversidade genética dos agentes. Foram examinados 1624 equídeos, distribuídos em 973 propriedades, e os dados epidemiológicos de cada animal e propriedade. A identificação dos piroplasmídeos foi realizada pela reação em cadeia da polimerase (PCR), por meio da amplificação de um fragmento do gene EMA-1 (Erythrocyte merozoite antigen 1) de T. equi () e de um fragmento do gene RAP-1 (Rhoptry associated protein-1) de B. caballi. Para caracterização molecular e estudos filogenéticos, foram utilizadas 13 e 60 sequências dos genes RAP-1 e EMA-1, respectivamente, para construção de um dendograma utilizando máxima parcimônia. A prevalência molecular da infeção por B. caballi em animais foi de 2,74%, e de T. equi foi de 25,91%. Na análise das variáveis, equídeos criados no Pantanal tem menos chance de serem infectados por B. caballi e T. equi em 2,9% e 19,65% respectivamente. Animais com idade entre 6 meses a 2 anos e 11 meses apresentaram 1,20 vezes mais chance de serem infectados pela T. equi, enquanto animais com idade acima de 10 anos apresentaram 10,08% menos chance de estarem infectados por T. equi. A prevalência de propriedades positivas foi de 4,11%, para B. caballi e de 28,16% para T. equi. A localização da propriedade no bioma Pantanal, fez com que diminuísse a chance de ser positiva para T. equi em 56,23%, e as propriedades que utilizavam os equídeos para a realização do serviço da fazenda tinham menos chance de terem animais infectados por T. equi em 83,02%. Na análise filogenética, as sequências de B. caballi apresentaram variabilidade intraespecífica de 1,95%, contrastando com 2,99% em T. equi, contudo não nos permitiram distinguir os subgrupos relacionados aos diferentes biomas. A piroplasmose equina ocorre em todo o estado de Mato Grosso, com maior prevalência, de ambos os agentes, em animais e em propriedades no bioma Amazônico, seguida do Cerrado e do Pantanal.