O Cerrado possui grande diversidade de frutos, destacando-se o pequi, que parece possuir um bom potencial antioxidante pela presença de compostos bioativos em sua polpa, porém é pouco explorado em pesquisas. Diante da importância do estudo dos compostos bioativos e sua atividade antioxidante, assim como da biodiversidade do bioma Cerrado, é relevante pesquisas que considerem as diferenças físicas, químicas e bioquímicas de frutos oriundos de diferentes regiões do Cerrado. Este estudo envolveu a investigação de compostos bioativos e atividade antioxidante na polpa de frutos de pequi oriundos de oito diferentes regiões do Cerrado de quatro estados (Goiás, Mato Grosso, Minas Gerais e Tocantins), considerando suas diferenças físicas, químicas e bioquímica. Para análise física, avaliou-se: massas do fruto, mesocarpo e caroço; diâmetros do fruto e caroço; alturas do fruto e caroço; número de caroços, e massa e rendimento da polpa, além da análise de cor. A polpa dos frutos foi analisada quanto à composições centesimal e em ácidos graxos, teores de compostos fenólicos e carotenoides totais e potencial antioxidante, segundo metodologias padronizadas na literatura. As características físicas que apresentaram maiores coeficientes de variação foram: massas da polpa e mesocarpo e número de caroços. Constataram-se menores coeficientes de variação para o diâmetro e a altura do caroço. Os frutos que apresentaram maior rendimento de polpa foram oriundos de Goiás (região 1) e Tocantins (região 2), com rendimento médio de 37%. Em relação à cor, os frutos provenientes de Goiás (regiões 1 e 2) e de Tocantins (região 2) apresentaram maiores valores de luminosidade (L) e menores valores do parâmetro de croma a*, indicando frutos mais claros. Já os frutos de Minas Gerais (região 2) tiveram menores valores de L e maiores valores de a*, sugerindo frutos com maior tonalidade vermelha. Os frutos que apresentaram maiores valores de b* foram oriundos de Tocantins (regiões 1 e 2) e de Minas Gerais (região 1). Os frutos considerados menos amarelos foram os de Goiás (regiões 1 e 2) e de Minas Gerais (região 2). Quanto à composição centesimal, os frutos provenientes de Mato Grosso apresentaram maiores teores de lipídios (média=32 g.100g-1), ao contrário daqueles de Minas Gerais (região 1) e Tocantins (região 2), (média=15 g.100g-1). Na composição em ácidos graxos, houve prevalência de ácidos graxos monoinsaturados, principalmente o ácido oleico, em todos os frutos. Os frutos com maiores teores de fenólicos foram procedentes de Goiás e Minas Gerais (215 a 335 mg GAE.100g-1). As maiores concentrações de carotenoides totais foram constatadas nos frutos oriundos de Minas Gerais e Mato Grosso (15.000 a 20.000 μg.100g-1). Em contrapartida, os pequis provenientes de Tocantins e Goiás (regiões 2) apresentaram menores teores de carotenoides totais (3.707 e 7.209 μg.100g-1, respectivamente). A variável carotenoides se correlacionou positivamente com parâmetro de croma a* e lipídios. Com relação à atividade antioxidante, todos os extratos apresentaram capacidade de sequestrar o radical livre DPPH, porém inferior ao padrão BHT. Os extratos aquosos apresentaram maiores atividades antioxidantes, com valores médios de EC50 de 188,86 μg.mL-1. Pode-se concluir que as características físicas e químicas do pequi são bastante influenciadas pela região de origem dos frutos; a cor dos frutos é influenciada pelos teores de carotenoides, e estes pela concentração de lipídios da polpa dos frutos e a polpa de pequi é rica em compostos fenólicos e carotenoides, possuindo boa capacidade antioxidante.