En este artículo se evalúan los niveles de cuatro elementos traza: arsénico (As), cobre (Cu), plomo (Pb) y zinc (Zn) en sedimentos superficiales de la bahía de Cayo Moa, en la cual la actividad humana ha incidido desde mediados del pasado siglo, paralelamente al desarrollo de una de las regiones mineras más importante de Cuba. Para evaluar el grado de contaminación de los sedimentos se utilizaron tres métodos fundamentales: la comparación con otros ecosistemas marinos, la determinación del nivel de enriquecimiento metálico mediante el cálculo del Factor de Contaminación, y la interpretación de los datos obtenidos con base en criterios de calidad. El rango de concentraciones varió entre 7-153 µgg-1 para As, 18-175 µgg-1 para Cu, 5-62 µgg-1 para Pb y de 46-527 µgg-1 para el Zn. La distribución espacial de las concentraciones mostró valores altos en toda la bahía y zonas aledañas, con variaciones según el elemento analizado; los mayores niveles de As se encontraron en las desembocaduras de los ríos Moa y Cayo Guam. El Cu, Pb y Zn están en mayor proporción en el interior de la bahía, específicamente en el punto P5, aunque en los puntos ubicados en el sur de Cayo Moa Grande los valores de estos contaminantes fueron también elevados. Los resultados muestran una elevada concentración de As, Cu, Pb y Zn; los niveles de contaminación revelados en este estudio permiten clasificar algunos puntos analizados como altamente contaminados o con un potencial de riesgo biológico alto.