O diesel se destaca como o combustível mais utilizado no país, no entanto, a crescente preocupação com o meio ambiente, associada com a crise do petróleo, tem promovido o estudo de novas fontes de energia. Neste contexto, biocombustíveis como o biodiesel aparecem como um substituto em potencial para o diesel mineral. Porém, a produção do biodiesel presente no diesel possui inúmeros benefícios fiscais, o que pode incentivar a adulteração destas misturas. Considerando a grande quantidade de diesel consumida no Brasil e a facilidade com que ele pode ser adulterado é necessário desenvolver métodos de detecção e quantificação de contaminantes, por isso a ANP especifica propriedades físico-químicas que determinam a qualidade do diesel a partir de testes pré-estabelecidos. No entanto, apenas os parâmetros físico-químicos não são suficientes para identificar possíveis adulterações. A espectroscopia de fluorescência molecular associada à análise multivariada provou ser uma ferramenta poderosa na análise de combustíveis, tais como gasolina, diesel, querosene e etanol. Com o objetivo de encontrar uma maneira simples de identificar adulterações, realizou-se um planejamento fatorial a partir do estudo da composição de misturas de diesel, biodiesel e óleo vegetal por fluorescência, resultados de viscosidade e densidade, e foram construídos modelos multivariados. Os resultados da MLR revelaram que esta apresenta melhores resultados na determinação do teor de óleo e demais componentes na mistura. A modelagem feita para os parâmetros físico-químicos de densidade e viscosidade também é importante, uma vez que foi possível observar a dificuldade que os modelos têm para relacionar dados químicos com dados físicos.