Objective. Determine and evaluate the relationship between the variables for water conditions, environmental sanitation, and mortality in children under 5 years of age associated with a group of waterborne diseases. Methods. An exploratory ecological study was conducted based on data obtained from the 2000 national demographic census and the Unified Health System for the 558 microregions of Brazil. The model used multiple linear regression analysis. Mortality associated with waterborne diseases in children under 5 years of age was considered to be the response variable. Water conditions, sanitation, and level of education were considered to be explanatory variables. Results. A direct relationship was observed between inadequate sanitation in the dwelling (e.g., sewerage disposal via rudimentary gutters and pits, the disposal of waste in uncultivated land or public areas) and mortality in children under 5 years of age associated with waterborne diseases. An inverse relationship was found between level of education and mortality associated with waterborne diseases in these children. Conclusions. The greatest health hazards related to poor sanitation were found in the microregions with a high concentration of low-income population with limited education. The general sanitation conditions and other factors related to dwelling quality and infrastructure are major determinants of mortality. Coverage of the water services, which reach 90% of households in Brazil, was not in itself found to be an important factor in the reduction of the mortality studied.Objetivo. Determinar y evaluar las asociaciones entre las variables que reflejan las condiciones del agua y el saneamiento ambiental y la mortalidad en niños menores de 5 años por un grupo de enfermedades de transmisión hídrica. Métodos. Se realizó un estudio ecológico y exploratorio a partir de datos obtenidos del Censo Demográfico Nacional de 2000 y del Sistema Único de Salud para las 558 micro-regiones de Brasil. El modelo aplicó la técnica de regresión lineal múltiple y consideró como variable de respuesta la mortalidad por enfermedades de transmisión hídrica en menores de 5 años y, como variables explicativas, las condiciones del agua y el saneamiento y el nivel de escolaridad. Resultados. Se observó una relación directa entre saneamiento inadecuado en la vivienda —incluidos desagües por canaletas y fosas rudimentarias, y disposición de la basura en terrenos baldíos o áreas públicas— y mortalidad en menores de 5 años por enfermedades de transmisión hídrica. También se encontró una relación inversa entre el nivel de escolaridad y la mortalidad de esos menores por dichas causas. Conclusiones. Los mayores riesgos para la salud derivados del saneamiento inapropiado se registraron en las micro-regiones con gran concentración de poblaciones que, además de su condición económica humilde, tenían bajo nivel de escolaridad. Se destacan, como determinantes de la mortalidad, las condiciones generales de saneamiento y también otros factores asociados a la calidad y la infraestructura de las viviendas. La cobertura de abastecimiento de agua —que en Brasil alcanza a 90% de los hogares— no se mostró por sí sola como factor importante en la reducción de la mortalidad estudiada.