O crescimento da população urbana e das cidades é uma realidade mundial. Estudos mostram que o crescimento da população é natural e importante para a sobrevivência humana. No entanto, observa-se que há descompasso entre o crescimento da população e a expansão dos espaços ocupados por ela. A expansão espraiada traz desafios à construção de cidades sustentáveis, já que se configura como uma trama descontínua, fragmentada, permeada por grandes espaços de baixa densidade populacional e sem urbanização. Assim, tornam-se necessários maiores deslocamentos entre regiões, com crescente demanda e consumo de energia, acarretando maiores custos e gastos para assegurar serviços urbanos, que não atendem de forma justa (equânime) todo o território, produzindo ocupações socialmente desiguais, fragmentações na malha urbana, além de impermeabilizar grandes territórios. A investigação sobre a expansão urbana por meio da incorporação de novos espaços à cidade, as formas que assume, se compacta ou dispersa, as alterações na cobertura do solo com a perda de solo vegetado e sua impermeabilização, são referências importantes para se conhecer as diversas realidades deste fenômeno, contribuindo com informações para um planejamento mais eficiente e gestão do espaço urbano, socialmente mais justa e sustentável. O objetivo geral deste estudo é avaliar a “natureza” da expansão urbana em Teresina, capital do Piauí, nas últimas décadas, a partir da dinâmica dos padrões espaciais e das alterações na cobertura do solo. Como objetivos específicos têm-se: a) Discutir os aspectos relacionados ao processo de urbanização, ao crescimento populacional, à expansão urbana e às preocupações com o planejamento visando à sustentabilidade urbana, tendo como enfoque a cidade de Teresina; b) Identificar a expansão urbana de Teresina a partir da dinâmica dos padrões espaciais, considerando dados de 2000 e 2010, e enfocando as dimensões formais: densidade, fragmentação, orientação e centralidade; c) Mensurar a expansão urbana e as mudanças na cobertura do solo, destacando solo urbanizado, solo com cobertura vegetal e solo exposto para Teresina, e as alterações entre 2000, 2010 e 2015; d) Analisar a expansão urbana sob a ótica da dualidade entre cidades compactas e dispersas e seus desafios para sustentabilidade urbana e planejamento; e) Discutir a atuação dos planos diretores no controle da expansão urbana de Teresina e na mudança de sua configuração urbana. Como procedimentos metodológicos, foi realizada revisão bibliográfica, a partir de aprofundamento conceitual e histórico sobre o processo de urbanização e crescimento populacional; apreensão da expansão urbana, buscando agentes, causas e efeitos, formas de mensurar este fenômeno, como também, as preocupações socioambientais e de planejamento urbano inerentes ao processo de expansão. Para obtenção dos objetivos pretendidos foram utilizados, amparado em dados secundários do IBGE e de geoprocessamento, métodos de classificação de imagens para medir, quantificar e observar as manchas urbanas e as mudanças na ocupação do solo urbano em Teresina entre 2000 e 2015. Foi usado o software ArcGIS, versão 10.3, o SPRING 5.1.8, e o software Quantum GIS 2.6 Brighton para processamento dos dados, classificação de imagens e geração de mapas. Os resultados foram apresentados em forma de artigos Foi possível observar que as áreas urbanizadas, em Teresina, aumentaram em maior proporção que sua população. Apesar de ter diminuído os grandes espaços de baixa densidade populacional, dentro e entre o tecido urbano consolidado, aumentado a densidade bruta das manchas urbanas, continua a ocorrer espraiamento da cidade, apontando para uma expansão em que coexistem a compactação e o modelo de ocupação dispersa. Ainda, constatou-se que a impermeabilização de vastas áreas de solo urbano em Teresina, somada às grandes perdas de cobertura vegetal, indicam que o processo de urbanização não está acontecendo de forma sustentável, já que a urbanização não está caminhando em conjunto com o aumento das áreas verdes e da infraestrutura. As infinitas possibilidades e alternativas de destino dos espaços urbanos geram incertezas e preocupações, pois foi constatado que a legislação vigente não está garantindo a preservação e seus usos em favor de toda a cidade e de sua população.