A combinação de nanopartículas de dióxido de titânio com nanotubos de carbono de parede múltiplas possibilita a geração de um nanomaterial híbrido, com atividade fotocatalítica aprimorada, denominado TiO2-MWCNT. Existe um grande interesse científico e tecnológico em materiais fotocatalíticos, estes apresentam potencial para o desenvolvimento de novos agentes antimicrobianos, nanocompósitos, catalisadores e remediação ambiental. Apesar de muitos trabalhos enfatizarem os benefícios na utilização de nanohíbridos, ainda são escassos estudos de impactos ambientais e toxicidade. O objetivo deste trabalho foi sintetizar e caracterizar o nanohíbrido TiO2-MWCNT, bem como avaliar sua ecotoxicidade aquática através de ensaios in vivo (embriões de Zebrafish - Danio rerio) e in vitro (linhagem celular RTG-2 - fibroblastos de Oncorhynchus mykiss). O TiO2-MWCNT foi sintetizado pelo método mecanoquímico (moagem em estado sólido) e caracterizado empregando as seguintes técnicas: microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, espectroscopia Raman, análise termogravimétrica, espalhamento dinâmico de luz e espalhamento de luz eletroforético. O nanohíbrido sintetizado apresentou atividade fotocatalítica aprimorada, confirmada através de ensaios de fotocatálise. Nos ensaios in vivo, o TiO2-MWCNT não apresentou ecotoxicidade aguda até 100 µg mL-1 (na presença ou ausência de radiação UV). No entanto, foi observada a ingestão do nanohíbrido pelos embriões (via oral) através da técnica microfluorescência de raios-X (µ-XRF). Também não foi observado ecotoxicidade para o nanohíbrido nos ensaios in vitro até 100 µg mL-1; porém foi verificado a capacidade de internalização celular deste material. Em geral, aspectos coloidais (agregação/aglomeração) e a formação de protein corona apresentaram importantes implicações para a determinação precisa da ecotoxicidade. Os resultados obtidos neste trabalho suportam futuras aplicações do nanohíbrido TiO2-MWCNT na área de fotocatálise, e contribui de maneira proativa para sua avaliação ecotoxicológica / The combination of titanium dioxide nanoparticles with multiwall carbon nanotubes enables the generation of a hybrid nanomaterial with improved photocatalytic activity, called TiO2-MWCNT. There is great scientific and technological interest in photocatalytic materials, which present potential for the development of new antimicrobial agents, nanocomposites, catalysts and environmental remediation. Although many papers emphasize the benefits of using nanohybrids, there are still a small number of studies about its environmental impacts and toxicity. The objective of this work was to synthesize and characterize a TiO2-MWCNT nanohybrid. As well as to evaluate its aquatic ecotoxicity through in vivo (Zebrafish embryos - Danio rerio) and in vitro (RTG-2 cell line - Oncorhynchus mykiss fibroblasts) assays. TiO2-MWCNT was synthesized by the mechanochemical method (solid state milling) and characterized using the following techniques: scanning and transmission electron microscopy, Raman spectroscopy, thermogravimetric analysis, dynamic scattering light and electrophoretic scattering light. The synthesized nanohybrid showed enhanced photocatalytic activity, confirmed by photocatalysis studies. In the in vivo assays, TiO2-MWCNT did not show acute ecotoxicity up to 100 ?g mL-1 (in the presence or absence of UV radiation). However, the ingestion of the nanohybrid by the embryos (oral route) was observed through ?-probe X-ray fluorescence spectroscopy (?-XRF). Also, no toxicity was observed in the in vitro assays up to 100 ?g mL-1; however, the cellular internalization capacity of this material was verified. In general, colloidal aspects (aggregation / agglomeration) and the formation of protein corona presented important implications for the precise determination of ecotoxicity. The results obtained in this work support future applications of the nanohybrid TiO2-MWCNT in the area of photocatalysis and contributes proactively to its ecotoxicological evaluation