Neste estudo, avaliou-se a influência de alguns parâmetros ecológicos e biológicos sobre a acumulação dos elementos- traço e mercúrio orgânico (HgOrg)no fígado e rins de espécies de cetáceos de hábitos costeiros (Pontoporia blainvillei, N = 31; Sotalia guianensis, N = 21) e oceânicos (Stenella coeruleoalba, N = 3; Stenella frontalis, N = 4), acidentalmente capturados em duas áreas distintas da costa brasileira (tropical - litoral do norte do estado do Rio de Janeiro e subtropical - litoral do estado do Rio Grande do Sul). Assim, foram gerados novos dados a respeito das concentrações destes elementos em órgãos de cetáceos marinhos ainda pouco estudados, especialmente em uma região com pouca informação como a porção oeste do Oceano Atlântico Sul. Para tal, foram aplicados métodos analíticos baseados na técnica da espectrometria de absorção atômica (AAS), utilizando a espectrometria de absorção atômica com forno de grafite (GF-AAS) e a espectrometria de absorção atômica com vapor frio (CVAAS), as mais frequentemente aplicadas para a determinação de elementos-traço e mercúrio respectivamente, em amostras biológicas. Estas técnicas apresentaram ótima precisão e exatidão comprovadas através da análise de materiais de referência certificados (CRM) do National Research Council - Canadá (DORM-2, DOLT-2 e TORT-2). Foram observadas diferenças regionais (região tropical e subtropical) e inter-específicas (golfinhos de hábitos costeiro e oceânico) sobre a acumulação dos elementos- traço e HgOrg nos órgãos estudados. As espécies de hábito oceânico apresentaram as maiores concentrações destes elementos em seus órgãos. O sexo dos indivíduos não influiu na bioacumulação dos elementos e HgOrg. Os parâmetros população, comprimento total, e maturidade sexual, influenciaram na acumulação dos elementos-traço e HgOrg em ambos os órgãos, de acordo com a espécie e a área de captura. S. guianensis, co- habita o mesmo ambiente que P. blainvillei, e preferencialmente se alimenta de peixes maiores e predadores, neste estudo, apresentou a razão molar de 1:1 entre o Se e o Hg,mostrando assim, que provavelmente o processo de destoxificação de metilmercúrio hepático esteja ocorrendo. A espécie P. blainvillei se alimenta preferencialmente de cefalópodes e peixes pequenos, e apresentou uma razão molar de 4:1 entre o Se e o Hg no fígado. Os metais de transição Cd e Ag, que também interagem com o Se hepático nos mamíferos, apresentaram correlações significativas no fígado dos cetáceos marinhos estudados. A espécie S. guianensis apresentou correlações significativas entre as concentrações molares de Se e Cd (p = 0,01) e Se e Ag (p < 0,001) no fígado. Para a espécie P. blainvillei, os indivíduos provenientes de ambas as regiões (tropical e subtropical) apresentaram correlações significativas entre as concentrações molares de Se e Hg (p < 0,001) no fígado. Somente os indivíduos de P. blainvillei capturados na região tropical apresentaram correlações significativas entre as concentrações molares de Se e Cd (p < 0,001). Não só as diferentes condições ambientais, mas também, o tempo de vida, o estágio de crescimento e, principalmente a preferência alimentar, influenciaram fortemente sobre a acumulação de elementos- traço e HgOrg nos tecidos dos cetáceos assim como, sobre suas inter-relações.