INTRODUÇÃO: A patogênese do câncer de mama é de etiologia complexa, com mecanismos ainda não totalmente esclarecidos, envolvendo a participação de minerais, a exemplo do magnésio, na progressão do tumor, provavelmente em decorrência da sua mobilização do sangue e de tecidos não-neoplásicos para as células cancerígenas. OBJETIVO: O estudo avaliou o teor de magnésio na dieta e parâmetros bioquímicos do mineral em mulheres com câncer de mama. MÉTODOS: Estudo transversal, envolvendo 60 mulheres, na faixa etária entre 29 e 69 anos, distribuídas em dois grupos: grupo caso (mulheres com câncer de mama, n=30) e grupo controle (mulheres sem câncer de mama, n=30). Foram realizadas medidas do peso corporal, estatura e circunferência da cintura, bem como analisadas a ingestão de magnésio e parâmetros bioquímicos do mineral e no grupo caso foi incluída a informação acerca do tipo e do grau histológico do tumor mamário. A análise da ingestão de magnésio foi realizada por meio do registro alimentar de três dias, utilizando o programa Dietpro clínico, versão 5i. As concentrações do magnésio plasmático, ionizado, eritrocitário e urinário foram determinadas segundo o método de espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente. Os dados foram analisados no programa estatístico GraphPrad Prism®, versão 6.01. RESULTADOS: O grupo caso apresentou valores médios do índice de massa corpórea e da circunferência da cintura elevados, sendo o tumor mamário do tipo carcinoma ductal invasivo o mais frequentemente encontrado. Os valores médios da quantidade de magnésio nas dietas estavam abaixo da recomendação, sem diferença estatística entre os grupos estudados (p>0,05). As concentrações de magnésio plasmático, ionizado e eritrocitário das mulheres com câncer de mama estavam reduzidas em relação ao grupo controle (p<0,0001). A excreção urinária estava elevada, com diferença significativa entre os grupos (p<0,0001) e o clearance do mineral também estava elevado no grupo caso (p<0,0001). Houve correlação negativa entre o magnésio plasmático e o clearance de magnésio e o magnésio urinário apenas no grupo controle (p>0,05). CONCLUSÃO: A partir dos resultados deste estudo, pode-se concluir que as mulheres com câncer de mama apresentam comprometimento na homeostase do magnésio, caracterizada pela sua redução na dieta, no plasma, nos eritrócitos e aumento na urina.