Lesão de cárie oculta acomete a estrutura dentinária, mas o esmalte continua hígido ou levemente desmineralizado. Sua etiologia ainda é de origem desconhecida, porém acredita-se que esteja relacionada ao uso disseminado do flúor. O uso de uma criteriosa inspeção visual aliada às tomadas radiográficas interproximais, é essencial para seu diagnóstico. O objetivo deste trabalho é apresentar por meio de caso clínico o diagnóstico e tratamento de lesão de cárie oculta. Paciente FGSP, 28 anos, chega a clínica da FOAr e relata dor no dente 37. Ao exame clínico observou-se sulco pigmentado, sem cavitação e leve sombreamento da dentina. Ao exame radiográfico interproximal o dente apresentava imagem compatível à lesão cariosa. O tratamento iniciou-se com confecção de réplica oclusal, permitindo registrar as estruturas dentárias antes de iniciar-se a abertura. Em seguida, o tecido cariado foi removido e realizada restauração com resina composta Z-350XT (3M ESPE) e antes da polimerização da última camada a matriz oclusal foi devidamente posicionada, seguida de fotopolimerização. Concluímos que o exame radiográfico é uma importante ferramenta para o diagnóstico de cárie oculta e que a matriz oclusal permite restabelecer a estrutura anatômica original do esmalte dentário, diminuindo o tempo de atendimento clínico.