Introdução: O carvacrol, um composto fenólico monoterpênico, possui propriedades antimicrobianas contra microrganismos orais. No entanto, apresenta estabilidade, solubilidade e biodisponibilidade limitadas. Nanoemulsões com a incorporação de biopolímeros mucoadesivos surgem como uma alternativa promissora para superar essas limitações. Objetivo: Desenvolver e caracterizar um sistema nanoemulsionado mucoadesivo à base de goma gelana com carvacrol e avaliá-lo quanto à atividade antimicrobiana e antiacidogênica. Método: A nanoemulsão foi sintetizada utilizando o método óleo em água e foi caracterizada quanto ao tamanho de gotícula, índice de polidispersão e potencial zeta, além de análises reológicas e de mucoadesão. Para avaliação da atividade antimicrobiana e antiacidogênica, biofilme polimicrobiano obtido a partir da saliva de um voluntário foi cultivado por 96 horas sobre blocos de esmalte. Avaliou-se a interferência na maturação do biofilme (viabilidade bacteriana e produção de ácido) e a capacidade de prevenir na desmineralização do esmalte (dureza de superfície). Resultado: A nanoemulsão apresentou valores ideais de tamanho de gotícula (230 5,472 nm), índice de polidispersão (0,270 0,007) e potencial zeta (-15,56 0,097 mV), mantendo estabilidade durante o período avaliado. A goma gelana conferiu comportamento pseudoplástico e elasticidade ao sistema. A adição de mucina aumentou a viscosidade para 16 Pa·s, indicando mucoadesão. O sistema contendo carvacrol reduziu significativamente a viabilidade de bactérias totais, bactérias acidúricas e Streptococcus mutans em comparação aos controles. Além disso, os blocos de esmalte expostos ao sistema contendo carvacrol apresentaram uma perda significativamente menor da dureza de superfície. Conclusão: O sistema nanoemulsionado mucoadesivo contendo carvacrol foi estável, apresentou mucoadesão e controlou importantes fatores de virulência do biofilme, mostrando potencial para prevenção da cárie dentária.