Diatomáceas são comumente utilizadas como bioindicadores da qualidade da água em ambientes aquáticos dulcícolas, uma vez que sua ocorrência possui intrínseca relação com as condições ambientais. Para o estudo, realizaram-se coletas de fitoplâncton no ribeirão Coati Chico, afluente do rio Cascavel, na área rural próximo a uma das três estações de tratamento de esgoto de Cascavel (ETE Sul), nos meses de fevereiro, março, julho e agosto de 2015. Para obter informações sobre a qualidade da água do ribeirão, as condições físico-químicas da água foram relacionadas com a composição das assembleias de diatomáceas presentes no ambiente. 51 táxons foram identificados, dos quais 17 apresentaram abundância relativa ≥ 2% e cinco apresentaram abundância ≥ 10%. A assembleia de diatomáceas analisada contém espécies tolerantes à poluição e indicadoras de ambientes com alta concentração de nutrientes, explicando a condição mesotrófica constante do ribeirão Coati Chico.