OBJETIVO: Identificar fatores associados à inadequação do uso da assistência pré-natal em comunidade urbana. MÉTODOS: Foi realizado estudo transversal em amostra sistemática, estratificada por maternidades, de todos os nascimentos hospitalares do município de São Luís, MA, no período de março de 1997 a fevereiro de 1998. Foram avaliados indicadores socioeconômicos e demográficos, de saúde reprodutiva, morbidade na gravidez e utilização de serviços pré-natais. Utilizou-se questionário padronizado respondido pelas puérperas antes da alta hospitalar. A adequação do uso da assistência pré-natal foi analisada pelo índice "Adequacy of Prenatal Care Utilization" (APNCU) e por um novo índice proposto, baseado nas recomendações do Ministério da Saúde, Brasil. RESULTADOS: Foram entrevistadas 2.831 puérperas, atendidas em dez unidades de saúde pública e privada. A inadequação do uso da assistência pré-natal foi de 49,2% pelo índice APNCU, e de 24,5% pelo novo índice proposto. Mulheres atendidas em serviços públicos de saúde, de baixa escolaridade e baixa renda familiar, sem companheiro ou com doença durante a gravidez, tiveram maiores percentuais de inadequação do uso do atendimento pré-natal, pelos dois índices analisados. Pelo novo índice proposto, maiores percentuais de inadequação foram associados à alta paridade e idade materna, enquanto baixa idade materna (<20 anos), ocorrência de doença durante a gravidez e primiparidade sugerem proteção contra a inadequação. CONCLUSÕES: O atendimento pré-natal em São Luís do Maranhão apresentou baixa cobertura. A inadequação do uso da assistência esteve associada a vários fatores indicativos da persistência de desigualdade social.