O Cerrado possui grande diversidade de frutos, entre eles o pequi (Caryocar brasiliense Camb.) o qual é rico em carotenoides e polifenóis, compostos ativos que podem atuar, por exemplo, como antioxidantes. O objetivo deste trabalho foi comparar a concentração de carotenoides e polifenóis totais da polpa de frutos de pequi provenientes do município de Mirabela, Norte de Minas Gerais nas condições in natura, submetidos à cocção (água fervente por 20 min), secos em estufa com circulação de ar forçada (40 °C por 19 h) ou liofilizados. Os polifenóis foram extraídos utilizando solução metanol/água (80/20) e os carotenoides utilizando acetona. Os fitoquímicos foram quantificados utilizando método espectrofotométrico e os resultados expressos em base seca. O conteúdo de compostos fenólicos totais (FT) foi determinado utilizando o reagente de Folin Ciocalteau com leitura da absorbância a 765 nm e os resultados expressos em mg de Equivalentes de Ácido Gálico/100g de amostra. Na quantificação dos carotenoides em 450 nm, os extratos foram dissolvidos em hexano. Os resultados expressos em mg de carotenoides/100g de amostra. A polpa in natura contém 349,29 ± 10,30 mgEAG/100g de fenólicos totais. Nas polpas liofilizada, seca e cozida a concentração de FT foi em média de 295,25, 237,00 e 202,37 mgEAG/100g. A polpa in natura contém em termos de carotenoides 58,95 ± 1,61 mg/100g. Nas polpas liofilizada, seca e cozida o teor destes fitoquímicos encontrado foi respectivamente em média 52,45, 33,92 e 31,49 mg/100g. Como esperado, o emprego de alta temperatura na cocção ou moderada na secagem faz com que ocorra maior diminuição na concentração de fitoquímicos, sendo ainda que mais da metade destes são preservados no fruto. Este estudo indica que o pequi, mesmo processado em condições de tratamentos térmicos mais severos como a cocção, por exemplo, ainda mantém mais de 50% de seus compostos ativos.