A escolha dos materiais com melhores propriedades mecânicas é fundamental para garantir maior longevidade nos processos de cimentação de pinos de fibra. O objetivo deste estudo foi avaliar as propriedades mecânicas (dureza e módulo de elasticidade) de adesivos, cimentos resinosos e dentina subjacente à interface adesiva nos diferentes terços da dentina intrarradicular (cervical, médio e apical). Após obturação endodôntica, 40 dentes humanos unirradiculares foram divididos em 5 grupos (n = 8), de acordo com os materiais utilizados: G1: Single Bond 2 + RelyX ARC; G2: Excite DSC + RelyX ARC; G3: Adper SE Plus + RelyX ARC; G4: RelyX Unicem; G5: Set. As propriedades foram mensuradas nas estruturas da interface adesiva no ultramicrodurômetro digital, nos diferentes terços da dentina intrarradicular. Os dados foram analisados pela ANOVA e teste de Fisher (α = 0,05). Os resultados mostraram que na dentina, os maiores valores de dureza Martens foram encontrados no terço apical para todos os grupos em comparação aos demais terços, à exceção do adesivo autocondicionante. Na análise do adesivo, os maiores valores de dureza foram obtidos para o G3, sendo que neste grupo, não houve diferença estatística entre os diferentes terços. O cimento RelyX ARC apresentou menores valores de dureza e módulo de elasticidade no terço apical, quando utilizado em conjunto com o adesivo Single Bond 2 ou Adper SE Plus. Os dados sugerem que as propriedades mecânicas dos materiais adesivos e do substrato dentinário são influenciadas pela interação desses materiais e a profundidade intrarradicular analisada.