O reuso de água na agricultura com a aplicação de efluentes tratados pode garantir a produtividade e a sustentabilidade das culturas irrigadas. Este trabalho teve como objetivo a caracterização química dos efluentes das estações de tratamento de esgoto de Petrolina-PE para a potencialidade de reuso na agricultura irrigada, como medida mitigadora de impactos ambientais e alternativa para a disponibilidade hídrica para o setor agrícola da Submédio do Vale do Rio São Francisco. Foram coletados e avaliados os efluentes de quatro estações de tratamento de esgoto (ETE) na zona urbana de Petrolina-PE, para a caracterização química dos efluentes produzidos. Com a avaliação realizada foi possível concluir que os Efluentes das Estações de Tratamento de Esgoto (EETE) de Petrolina-PE, nas condições deste estudo, podem fornecer quantidades satisfatórias de N, P, K+, Ca2+, Mg2+, S, B, Cu2+, Fe2+, Mn2+, Zn2+ e Na+. É necessário também destacar prática de manejo agrícola com o uso de EETE que é de fundamental importância. A utilização de efluentes tratados na agricultura irrigada pode ser considerada como parte de uma atividade mais abrangente que é o uso racional e eficiente da água, compreendendo o controle de perdas e desperdícios, a minimização da produção de efluentes descarregados nos mananciais e a poluição hídrica, bem como a redução do consumo de água e a reciclagem de nutrientes presentes nos efluentes.