Introdução: O carvacrol é um composto fenólico com reconhecida atividade antimicrobiana e antibiofilme contra microrganismos orais. No entanto, sua baixa estabilidade favorece a degradação ou metabolização em formas inativas. O encapsulamento em nanoemulsões surge como uma estratégia promissora para superar essa limitação, potencializando a ação do composto ativo. Objetivo: Desenvolver, caracterizar e testar uma nanoemulsão contendo carvacrol como uma alternativa para o controle de biofilme cariogênico. Método: Utilizando o método óleo em água, a nanoemulsão foi preparada e caracterizada quanto ao tamanho médio da gotícula, índice de polidispersão e potencial zeta. A atividade antimicrobiana e anticárie foi avaliada em biofilmes polimicrobianos obtidos a partir da saliva de um voluntário e cultivados em blocos de esmalte por 96 horas. Os sistemas foram analisados quanto à sua capacidade de interferir na maturação do biofilme (viabilidade bacteriana e produção de ácido) e capacidade de prevenir na desmineralização do esmalte (dureza de superfície). Resultado: A nanoemulsão contendo carvacrol apresentou valores ideais de tamanho médio da gotícula (110,3 ± 0,970 nm), índice de polidispersão (0,156 ± 0,008) e potencial zeta (-13,7 ± 0,624 mV), mantendo estabilidade durante todo o período de análise. 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: A nanoemulsão desenvolvida carregada com carvacrol mostrouse estável durante o período de análise e foi capaz de controlar importantes fatores de virulência do biofilme, demonstrando ser uma opção viável para o desenvolvimento de novas formulações para a prevenção da cárie dentária.