Introdução:  A terapia fotodinâmica (PDT) possuí satisfatória atividade antimicrobiana em canais radiculares contaminados. Contudo o oxigênio singlet liberado pelo hipoclorito de sódio, utilizado na irrigação dos canais, interage com radicais livres durante a polimerização dos metacrilatos, interferindo negativamente sobre a adesão dentinária. Objetivo: O objetivo do estudo foi avaliar os efeitos do PDT sobre a resistência de união e penetrabilidade dentinária dos protocolos de cimentação de pino de fibra de vidro com o cimento resinoso convencional (Relyx ARC) e autoadesivo (Relyx U200). Materiais e métodos: Foi realizado tratamento endodôntico e preparo para pino de fibra de vidro quarenta raízes de caninos, que foram divididas em quatro grupos, de acordo com o protocolo de cimentação e utilização do PDT: G1, Relyx ARC; G2, Relyx U200; G3, PDT + Relyx ARC; e G4, PDT + Relyx U200. Após a cimentação dos pinos de fibra, as raízes foram seccionadas transversalmente e obtidos espécimes dos terços cervical, médio e apical do espaço protético, que foram submetidas ao teste de push-out e avaliação da penetração dentinária do protocolo de cimentação por meio da microscopia confocal a laser. Resultados: A resistência de união do G3 na dentina radicular, no terço cervical, foi a menor dos demais grupos (P< 0.05). Nos terços médio e apical os grupos foram semelhantes entre si (P> 0.05). A penetração dentinária do sistema adesivo utilizado em G3, nos terços cervical e apical, foi a menor em relação aos demais grupos (P< 0.05). Conclusão: O PDT exerceu somente efeito negativo sobre a resistência de união na dentina do terço cervical do protocolo de cimentação com o Relyx ARC e sobre a penetrabilidade dentinária do sistema adesivo condiciona-e-lava nos terços cervical e apical do espaço protético.