A estrutura da matéria orgânica em sistemas fluviais tropicais é fortemente modulada pelas variações hidrológicas sazonais. Durante os períodos de seca e chuva, os processos de entrada, transporte e transformação da matéria orgânica se alteram, modificando sua composição e origem. Neste contexto, os isótopos estáveis de carbono (?¹³C) e nitrogênio (?¹?N), aliados às concentrações de carbono orgânico dissolvido (COD) e nitrogênio total (NT), oferecem uma abordagem eficaz para rastrear fontes autóctones e alóctones, além de revelar padrões ecológicos e zonas sob influência antrópica. Este estudo investigou como a sazonalidade afeta os perfis isotópicos e as concentrações de COD e NT da matéria orgânica em diferentes ambientes da bacia do Rio Doce, comparando os períodos seco (abril) e chuvoso (outubro) de 2024. Foram coletadas amostras de água e vegetação em 40 pontos, distribuídos entre a formação do rio Doce em Minas Gerais e sua foz no Espírito Santo, abrangendo trechos de rio e reservatório. As concentrações de carbono e nitrogênio e seus sinais isotópicos foram determinadas por analisador de TOC e espectrometria de massa, respectivamente. Os resultados indicaram que, durante a estação seca, os reservatórios apresentaram sinais isotópicos mais enriquecidos e estáveis, sugerindo predominância de matéria orgânica autóctone e maior retenção biogeoquímica. Já os rios, especialmente na estação chuvosa, mostraram sinais isotópicos mais depletados e variáveis, refletindo o aporte de matéria alóctone e intensificação do transporte fluvial. As análises estatísticas realizadas (ANOVA e Kruskal-Wallis) evidenciaram diferenças significativas entre os grupos amostrados. Destaca-se a correlação negativa entre ?¹³C e COD (r = -0,62; p < 0,01), indicando maior depleção isotópica associada a concentrações elevadas de carbono orgânico, e a correlação positiva entre ?¹?N e nitrogênio total (r = +0,48; p ? 0,03), sugerindo enriquecimento isotópico em ambientes com maior disponibilidade de N. A análise integrada revelou que os rios são mais sensíveis às mudanças sazonais, enquanto os reservatórios atuam como zonas de amortecimento. A distinção entre matéria orgânica autóctone e alóctone, evidenciada pelos perfis isotópicos e pelas concentrações, contribui para a compreensão dos processos ecológicos que estruturam a bacia e oferece subsídios valiosos para estratégias de conservação e gestão sustentável dos sistemas fluviais tropicais.