O presente estudo avalia a atividade anticâncer do extrato de goiaba rico em licopeno (ELG) em células de adenocarcinoma mamário in vitro. O ELG foi analisado por espectrofotometria UV-Vis, espectrometria de massa, Infravermelho com Transformada de Fourier com Reflexo Total Atenuado (FTIR-ATR) e estudos computacionais. O efeito citotóxico, por sua vez, foi demonstrado em células de adenocarcinoma de mama humano MCF-7, células de fibroblastos de camundongos NIH-3T3, macrófagos peritoneais de camundongos BALB/c e eritrócitos de sangue de carneiro por ensaio de viabilidade celular utilizando o método MTT e citometria de fluxo. Os resultados obtidos por espectrofotometria mostram que o ELG contém 20% de peso seco de licopeno/extrato, enquanto o espectro MS/MS demonstra a presença de um íon molecular [M ]+• com valor de m/z 536.4364, assim como, quatro fragmentos principais com valores de m/z 467.3658, 444.3788, 375.3034 e 269.2259 característicos deste carotenoide, e sugerem a presença de isômeros 13-cis licopeno e todo-trans-licopeno. Os FTIR-ATR experimental e teórico sugerem que ambas as formas estão, em princípio, presentes no extrato. O ELG apresentou uma atividade dose e tempo dependente em células MCF-7 com um IC50 de 25 e 6,25 µg/mL nos tempos de 24 e 72 horas, respectivamente. Em paralelo, o ELG não demonstrou atividade citotóxica tão significativa em linhagem de fibroblastos NIH-3T3, apresentando IC50 1.579 e 911,5 µg/mL após 24 e 72 horas. Em concordância, o tratamento com ELG (800 a 6,25 μg/mL) resultou baixa citotoxicidade em macrófagos peritoneais de camundongos BALB/c apresentando IC50 superior a 800 µg/mL e ausência de atividade hemolítica. O ELG (400 e 800 μg/mL) causou redução na proliferação celular, parada do ciclo celular, fragmentação do DNA, modificações no potencial da membrana mitocondrial e alterações morfológicas de granularidade e tamanho da célula MCF-7, mas não causou danos significativos à membrana celular, não causou necrose e nem apoptose tradicional. Assim, o ELG demonstrou uma atividade citotóxica e citostática em células de adenocarcinoma mamário representando um grande potencial para o tratamento do câncer de mama. No entanto, outras investigações serão realizadas para entender melhor o mecanismo de ação do extrato.