INTRODUÇÃO: A cárie dentária é uma doença do biofilme açúcar-dependente modulada por múltiplos fatores, mas há divergências na literatura sobre a influência genética em seu desenvolvimento. OBJETIVO: Determinar a concordância de cárie dentária, fatores associados e a herdabilidade em gêmeos pré-escolares mono (MZ) e dizigóticos (DZ). MÉTODO: Será realizado estudo transversal, aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal do Piauí (nº: 4.541.438). A população será censitária e incluirá todos os pré-escolares de quatro e cinco anos de idade, nascidos de gravidez gemelar e matriculados em pré-escolas de Teresina, Piauí, Brasil, no ano de 2023, estimada em 577 nascidos vivos. Os gêmeos, cujos pais consentirem a participação no estudo, deverão ter dentição decídua completa. Gêmeos não colaborativos, em uso de aparelho ortodôntico fixo e com zigosidade desconhecida serão excluídos da pesquisa. A coleta de dados incluirá duas fases: dados coletados por meio de questionários e exame epidemiológico. Os pais/responsáveis responderão questionário sobre aspectos socioeconômicos e demográficos, zigosidade, condições de saúde, hábitos alimentares e de higiene bucal. Examinadoras previamente treinadas e calibradas realizarão diagnóstico de cárie dentária a partir do índice ceod. A análise estatística será realizada utilizando software Stata versão 18.0. Análises descritivas serão realizadas para obter frequências relativas e absolutas dos dados. Análise bivariada será realizada utilizando teste qui-quadrado de Pearson ou exato de Fisher, para verificar se existe diferença nas taxas de concordância de MZ e DZ. Para os fatores associados à cárie dentária será realizada análise de regressão de Poisson multinível considerando três níveis: dente (1º nível), criança (2º nível) e par de gêmeos (3º nível). A herdabilidade será calculada a partir da variância para estimar a magnitude da contribuição genética para a ocorrência de cárie dentária na dentição decídua. O nível de significância de 5% (p<0,05) será considerado para todas as análises.