A cárie dentária afeta pessoas de todas as faixas etárias e gêneros e pode causar comprometimento das funções do sistema estomatognático, além de alterações estéticas. Mesmo com a diminuição na prevalência e incidência da cárie, os índices referentes a essa doença ainda se apresentam expressivos, afetando uma parcela significativa da população mundial, dentre estas, crianças. Estudos que avaliam o impacto da saúde bucal na qualidade de vida de indivíduos podem contribuir para a implantação de políticas públicas, principalmente as que visam diminuir as desigualdades sociais e definir as necessidades de tratamento. Desta forma, este estudo transversal teve como objetivo avaliar o impacto da cárie dentária na qualidade de vida de pré-escolares. A amostra do estudo foi constituída por 566 pré-escolares com idade de 5 anos, matriculados em instituições públicas e privadas do município de Teresina, PI, Brasil. Um questionário foi aplicado aos responsáveis para obtenção de dados socioeconômico-demográficos. Instrumento de qualidade de vida validado para população brasileira (Pediatric Quality of Life Inventory – PedsQL) foi aplicado para as crianças e seus responsáveis. O exame dentário foi realizado por examinador previamente treinado e calibrado (Índice kappa = 0,96). Para análise estatística foram realizadas análise descritiva e regressão de Poisson (p<0,05). Os resultados demonstraram que 50,2% das crianças apresentaram experiência de cárie, sendo que 14,6% exibiram apenas os dentes anteriores afetados, 45,1% somente os dentes posteriores e 40,3% os anteriores e posteriores. Dos que tiveram experiência de cárie apenas 3,5% não necessitavam de tratamento. Foi observada associação entre experiência de cárie e pior qualidade de vida no domínio de saúde bucal tanto na percepção da criança (RR=0,981; IC95%= 0,97-0,99) quanto dos pais (RR= 0,955; IC95%= 0,94-0,97). De acordo com a percepção das crianças, cárie em dentes posteriores foi associada a pior qualidade de vida no domínio capacidade física (RR=0,985; IC95%= 0,97-0,99). Na percepção das crianças, observou-se associação entre pior qualidade de vida e sexo feminino no domínio de capacidade fisica (RR=0,983; IC95%= 0,97-0,99), aspecto emocional (RR=0,984; IC95%= 0,97-0,99); renda familiar menor que 2 SM e pior qualidade de vida no domínio capacidade física (RR= 0,987; IC95%= 0,97-0,99) e saúde bucal da criança (RR 0,979; IC95%= 0,97-0,99). Experiência de cárie impactou negativamente na qualidade de vida relacionada à saúde bucal dos pré-escolares na percepção das crianças e dos pais.