A degradação dos recursos naturais é uma realidade constante nas cidades do Brasil e vem desencadeando problemas ambientais e sociais preocupantes. O estudo da fragilidade ambiental natural, acentuada pelas ações antrópicas, em ambientes urbanos, deve ser objeto de pesquisas que visem à expansão urbana. Assim, o objetivo principal desta pesquisa é realizar o diagnóstico da fragilidade ambiental potencial e emergente da Região Administrativa Nordeste da sede do município de Santa Maria-RS. A metodologia utilizada tem como base Ross (1994), que define fragilidade ambiental a partir dos conceitos de Unidades Ecodinâmicas (Tricart, 1977), agrupadas em Unidades Ecodinâmicas Instáveis e Unidades Ecodinâmicas Estáveis, com o estabelecimento de graus de fragilidade, desde o muito fraco, até o muito forte. A Carta de Fragilidade Ambiental Potencial resultou da sobreposição dos Planos de Informações (PIs) das cartas Clinográfica, Morfológica, Geológica e de Solos. A Carta de Fragilidade Ambiental Emergente resultou da sobreposição dos PIs da Carta de Fragilidade Ambiental Potencial e da Carta de Uso da Terra e Cobertura Vegetal. Estas cartas expressam os diferentes graus de fragilidade que o ambiente possui em função de suas características genéticas e antrópicas. Constatou-se que 42,9% da área apresentam fragilidade ambiental potencial forte a muito forte. Estas fragilidades apresentam-se, em função das propriedades físicas, em locais com declividades acentuadas, associadas a solos pouco desenvolvidos e à morfologia de morros. 79,2% da área de estudo são consideradas de fragilidade ambiental emergente entre média e muito forte, sendo que 48,6% apresentam fragilidade forte. As áreas de maior fragilidade são as que estão menos protegidas, ou seja, as áreas em que já houve intensa modificação do ambiente natural resultante das ações humanas. Essa pesquisa serve como subsídio para o planejamento urbano-ambiental. Palavras-chave: fragilidade ambiental; planejamento; expansão urbana