En este estudio fueron evaluados los niveles de hierro y manganeso presentes en sedimentos de la Bahía de Cartagena, Colombia. La extracción de los metales se hizo empleando una mezcla de HNO3-HCI 90:10 y se determinaron por el método de absorción atómica por llama realizando un estudio previo de la interferencia de los elementos mayores sodio, potasio, magnesio y calcio sobre la señal de absorción atómica. Estos elementos mayores no afectaron la señal de absorción del hierro, mientras que para el manganeso, solamente el magnesio y el calcio disminuyeron la señal de absorción atómica. Para las estaciones localizadas dentro de la bahía, los contenidos de hierro y manganeso promedio estuvieron entre 27551 - 39598 y 306 - 715 mcg/g, respectivamente. Estos valores son menores que los dados para los sedimentos "Shale", considerados como patrón mundial de comparación; en igual forma las arenas de las estaciones fuera de la bahía muestran valores inferiores que los niveles naturales para las arenas. Se compararon estadísticamente los promedios de las estaciones, de acuerdo con el método de Mann-Whitney y se observó que la bahía no es un sistema homogéneo respecto a los contenidos de hierro y manganeso. Se encontró correlación positiva y significante a un nivel del 5% entre los contenidos de hierro y manganeso.