Apesar das propriedades promissoras dos óleos essenciais (OEs), sua alta volatilidade, baixa solubilidade em água e a suscetibilidade à degradação por agentes físicos e químicos, comprometem sua atividade biológica e fomenta a necessidade de novas formas de aplicação, como encapsulação para garantir a proteção e liberação controlada dos componentes ativos. Nesse contexto, se propondo a melhorar as características físicoquímicas dos OEs de cravo (Syzygium aromaticum L.; 85,93 % de eugenol e 12,19% de βcariofileno) e canela (Cinnamomum verum J. Presl.; 86,50 % de eugenol e 3,85 % de βcariofileno) e visando aplicações biotecnológicas, desenvolvemos nanoemulsões do tipo óleo em água estabilizadas com polissacarídeo de goma de caju (GC) e utilizando um método ultrassônico. As formulações sintetizadas apresentaram eficiência de incorporação em torno de 50% e boa estabilidade em estocagem por 6 meses, tamanho de nanométrico (236,6±2,13 para nanoemulsão de cravo e 310±2,31 nm para canela), morfologia esférica em micrografia obtida por Microscopia de Força Atômica (MFA) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Além disso, os nanoformulados revelaram um perfil lento de liberação in vitro por difusão não-Fickiana, de acordo com o modelo matemático de Korsmeye-Pepas (1981), e melhoram (p<0,05) a atividade antioxidante em comparação com os OEs livres (método ABTS: nanoemulsão do cravo com TEAC de 202,40±0,10 µM/ml de óleo incorporado no sistema e nanoemulsão de canela TEAC de 201,70±0,02 µM/ml, método DPPH: CI50 de 11,65±6,10 µg/ml para nanoemulsão de cravo e 13,22±8,52 µg/ml para nanoemulsão de canela) e antibacteriano contra Staphylococcus aureus ATCC 29213 (CIM em 400 µg/ml e MBC em 800 µg/ml), Staphylococcus aureus resistente à meticilina COL e Staphylococcus epidermidis (MIC e MBC em 800 µg/ml). As nanoemulsões também mostraram atividade antifúngica contra Candida albicans e não albicans (MIC em 357 a 780 µg/ml). Em sua maioria, as nanoformulações mostraram um baixo CI50 no ensaio de citotoxicidade em células tumorais e não tumorais, principalmente a nanoemulsão de OE de cravo que apresentou resultados mais potente, com o menor valor de CI50 em 22,08 µg/ml para a linhagem celular de leucemia promielocítica HL60. Todos estes resultados apontam como promissora a formulação proposta para aplicação no setor alimentício, sanitário e farmacêutico, uma vez que emprega ingredientes com eficácia conhecida e baixo custo.