Introdução: A disfunção temporomandibular (DTM) é um termo coletivo que inclui uma série de problemas clínicos que envolvem os músculos mastigatórios, as articulações e estruturas associadas, resultando em dor e limitações funcionais. Sua etiologia multifatorial abrange desde variação anatômica até aspectos psicossociais, e o ambiente ocupacional dos professores é marcado por demandas intensas e adversas que podem elevar os níveis de estresse e esgotamento ocupacional e predispor ao desenvolvimento da síndrome de burnout. Objetivo: Este estudo transversal teve como objetivo investigar a associação entre os sintomas de DTM, a qualidade do sono e os indicadores da síndrome de burnout em professores. Método: A pesquisa envolveu 330 docentes com idade média de 43 anos e foi aprovada pelo Comitê de Ética em Pesquisa (CAAE 69053417.4.0000.5385). Para a coleta de dados, foram utilizados o Pittsburgh Sleep Quality Index para avaliar a qualidade do sono, o questionário de Critérios Diagnósticos para Distúrbios Temporomandibulares para os sintomas de DTM e o questionário CESQT-PE para os indicadores de burnout. Resultado: Os resultados mostraram que os professores com baixa qualidade do sono, com indicadores de síndrome de burnout, do sexo feminino, e com impacto nos domínios de exaustão psicológica e culpa, apresentaram uma maior probabilidade de relatar ao menos um sintoma de DTM (p < 0,05). Conclusão: Conclui-se que o estresse relacionado à síndrome de burnout, juntamente com a má qualidade do sono, pode ser um fator importante e predisponente na manifestação dos sintomas de DTM entre professores, indicando a necessidade de uma abordagem mais integrada para a saúde ocupacional dessa classe profissional.