Introdução: A saliva tem sido empregada na detecção de doenças sistêmicas e orais, pois contém biomarcadores que podem ser analisados e quantificados. Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar a concentração de cálcio, fósforo e proteínas carboniladas na saliva de crianças antes e depois do tratamento restaurador atraumático (ART, Atraumatic Restorative Treatment). Método: Foram incluídos neste estudo 30 pacientes de 4-6 anos de idade, com lesão cariosa classificada pelo ICCMSTM (International Caries Classification and Management System), participantes do projeto de extensão Sorriso Feliz. As crianças foram divididas em 2 grupos (n=15/grupo), com lesão cariosa em esmalte (grupo A) e lesão cariosa em dentina (grupo B). O ART foi realizado por Cirurgiã-Dentista calibrada, utilizando cimento ionômero de vidro químico, em consultório-escola do município de Araçatuba, SP, Brasil. As amostras de saliva, não estimuladas, foram coletadas antes, imediatamente após e sete dias após o ART. As coletas salivares foram realizadas seguindo o regime de 2 horas de jejum e higienização sem produtos fluoretados. Na saliva, foi feita a avaliação da concentração de cálcio, pelo método colorimétrico – Arsenazo III, e fósforo, pelo método colorimétrico – UV. O dano oxidativo foi avaliado pelo método de carbonilação das proteínas, a qual foi normalizada pela quantidade de proteína total, avaliada pelo método de Lowry. Os resultados obtidos foram comparados entre os grupos aplicando teste de multivariância (ANOVA, com pós-teste de Tukey, p<0,05). Resultados: Os resultados demonstraram que houve um aumento na concentração de cálcio e fósforo na saliva das crianças após o ART. A concentração de proteínas carboniladas foi maior na saliva de crianças após a intervenção clínica. Conclusão: Foi demostrado que o ART é capaz de reverter as alterações na concentração de cálcio, fósforo e proteínas carboniladas encontradas na saliva de crianças com cárie.