O excessivo crescimento econômico, estão degradando criticamente os recursos naturais. Visando atingir o desenvolvimento sustentável, este estudo objetiva-se determinar o índice de sustentabilidade ambiental de bacias hidrográficas por intermédio de analise geoestatística através da ferramenta de geoprocessamento e sensoriamento remoto. A área de aplicação, escolhida para determinar o índice de sustentabilidade ambiental foi a bacia hidrográfica do rio Goioerê e para isso foram definidos três fatores: o fator uso do solo, fator fragilidade potencial e fator de desenvolvimento humano, fatores estes que são recomendados pela Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico. O resultado obtido através do índice de sustentabilidade ambiental foi expresso na forma numérica variam entre zero e um, no qual, quanto mais próximo de um for o valor obtido, maior é a sustentabilidade ambiental. Ao analisar a bacia hidrográfica do rio Goioerê, no fator de uso do solo, constatou que cerca de 80,72% da bacia apresentavam áreas agrícolas. Em relação ao fator fragilidade a bacia apresentou mais de 90% de baixos índices de rugosidade, o que reflete em um bom índice de fragilidade potencial, evidenciando baixo potencial erosivo ao longo da bacia. Já para o fator de desenvolvimento humano, que constituiu dados de educação, saneamento, longevidade e renda, cerca de 97,47% da bacia está na faixa de baixo e muito baixo desenvolvimento humano. O cruzamento deste três fatores resultou no índice de sustentabilidade ambiental da bacia hidrográfica do rio Goioerê, apontando que aproximadamente 87% desta, possui um alto índice de sustentabilidade ambiental.