Os Estudos de Caso vêm sendo amplamente utilizados no contexto educacional e têm ganhado destaque frente a outras metodologias ativas pelo foco no desenvolvimento de habilidades cognitivas superiores e por contemplar um ensino orientado, promovendo o engajamento e o protagonismo dos alunos. Assim, este artigo objetiva realizar um mapeamento da ferramenta metodológica Estudos de Caso a fim de investigar como ela contribui ao ensino de química para alunos do ensino médio. Para isso, realizou-se uma revisão de literatura, de caráter qualitativo, em artigos científicos publicados no período de 2019-2023. Os resultados apontaram que os Estudos de Caso podem ser utilizados na abordagem de diversos conteúdos de química e de diferentes maneiras, conferindo flexibilidade quanto à sua aplicação. O uso dessa ferramenta promoveu significativamente o desenvolvimento de habilidades como o trabalho em equipe, a argumentação, a comunicação oral e escrita e a capacidade de resolver problemas. Ademais, o Estudo de Caso foi aplicado para revisar, fixar conteúdos e promover discussões acerca de determinado tema, e não para substituir as aulas teóricas, nas quais alguns conteúdos conseguem ser melhor desenvolvidos. Portanto, concluiu-se que a metodologia vem sendo usada para promover um ensino pautado no desenvolvimento de habilidades e no protagonismo do aluno.