A conversão da vegetação nativa em pastagem ou área agrícola, e os tradicionais usos da terra fazem dos sistemas agroflorestais (SAFs) uma alternativa de uso do solo, capazes de recuperar áreas degradadas, promover o desenvolvimento rural e alavancar níveis de produtividade com melhorias na qualidade da matéria orgânica do solo e acúmulo de carbono no sistema. Os SAF’s podem fornecer serviços ambientais com potencial de serem convertidos em créditos de carbono, aumentando o valor agregado da propriedade agrícola. O objetivo deste trabalho foi investigar a dinâmica de carbono e quantificar a biomassa epígea em um SAF localizado em área de Cerrado do Brasil Central. Foram realizadas medidas de δ13C e concentração de C foliar, serapilheira e do solo (0-20 cm de profundidade), estimou-se o estoque de carbono no solo e quantificou-se a biomassa epígea através do uso de equações alométricas específicas para verificação do carbono armazenado na estrutura da vegetação do SAF. O teor médio de carbono orgânico no solo foi de 2,4 ± 0,5% e o estoque de carbono do solo foi de 43,6 Mg C.ha-¹, nos primeiros 20 cm de profundidade, respectivamente. O δ13C da serapilheira foi de -28,4‰, o do solo da pastagem degradada adjacente à área do SAF usada como testemunha foi de -15,2‰ e o do solo do SAF foi, em média, – 20,4 ± 0,8 ‰. Após 10 anos de conversão no uso do solo com mudança na predominância de plantas do tipo C4 (gramíneas) para plantas do tipo C3 (arbóreas plantadas), cerca de 40% da matéria orgânica incorporada nos primeiros 20 cm de solo são provenientes das espécies plantadas no SAF. Os valores de δ13C foliar variam entre -33,4 e -27,8 ‰ com média de -30,7‰, indicando uma grande variação na eficiência no uso da água entre as espécies arbóreas e consequentemente na assimilação de carbono. A biomassa epígea do SAF, segundo a equação alométrica utilizada para florestas tropicais da Amazônia Central, ficou estimada em 39,5 Mg ha-1 enquanto a equação alométrica para SAFs em áreas de Cerrado indicou uma biomassa para o SAF em estudo de 28,4 Mg ha-1. Conclui-se que a maior quantidade de carbono armazenada no SAF se encontra na biomassa epígea, quando comparado a sistemas tradicionais de uso da terra e áreas nativas de cerrado enquanto o solo superficial do SAF não apresenta maiores quantidades de carbono quando comparados a sistemas tradicionais de uso da terra assim como de áreas de cerrado nativo.