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Antibióticos residuais podem causar o fenômeno da resistência antimicrobiana, caracterizada pela capacidade das bactérias presentes no meio serem tolerantes aos efeitos dos antibióticos. Com isso, a aplicação de métodos degradação baseados em processos oxidativos avançados são atrativos. O objetivo dessa pesquisa foi avaliar a degradação do sulfametoxazol (SMX) nos processos Fenton e foto-Fenton, por meio de delineamentos experimentais e do estudo cinético. As concentrações de H₂O₂ e concentração de Fe²⁺ foram previamente otimizadas empregando DCCR 2², sendo as determinações analíticas realizadas em espectrofotômetro. Para a obtenção das taxas de reação e o tempo de meia-vida, os dados experimentais foram ajustados a modelos cinéticos. A otimização indicou concentração de Fe⁺² de 17,26 mg L^-1 e concentração de H₂O₂ de 158,46 mg L^-1, sendo estes utilizados em todas as etapas posteriores. Foi observada uma maior degradação do SMX empregando o processo foto-Fenton, que foi capaz de remover cerca de 90% no tempo de 150 min, respectivamente. O estudo da cinética de degradação foi aplicado ao foto-Fenton, nas condições estudadas, apresentando melhor ajuste ao modelo de primeira ordem com uma constante k igual a 0,09 min^-1 e um tempo de meia vida de 8 min. Tais resultados sugerem que a aplicação do processo foto-Fenton para a degradação da SMX em soluções aquosas contaminadas é um método promissor.