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Objetivo: analisar a relação entre as dimensões do estresse psicossocial e o cortisol salivar em policiais militares. Método: estudo transversal e analítico com 134 policiais militares. A escala do Modelo Desequilíbrio Esforço-Recompensa (DER) avaliou o estresse psicossocial. O cortisol salivar foi coletado em três amostras. Foram utilizados os testes: t de Student, Mann-Whitney, ANOVA, Bonferroni, Kruskal-Wallis e Dunn. Fez-se correlações de Pearson e de Spearman, bem como regressão linear múltipla. O cortisol noite apresentou associação estatística ascendente com a recompensa psicossocial (p=0,004) e descendente com os escores de esforço-comprometimento (p=0,017). Pertencer ao Grupo de Operações Táticas Especiais (GATE) e pressão arterial diastólica explicaram 13,5% da variabilidade do cortisol ao acordar; os setores GATE, Patrulha Especial da Tropa de Elite da Polícia Militar e Motociclistas explicaram 21,9% da variabilidade do cortisol de 30 minutos após acordar; e as variáveis setor GATE e a Dimensão Esforço explicaram a variabilidade do cortisol noite em 27,7%. Conclusão: evidenciou-se que a variação do cortisol salivar foi influenciada por variáveis individuais, laborais e psicossociais. ; Objetivo: analizar la relación entre las dimensiones del estrés psicosocial y el cortisol en la saliva en policías militares. Método: estudio transversal y analítico con 134 policías militares. La escala del Modelo Desequilibrio Esfuerzo-Recompensa (DER) evaluó el estrés psicosocial. El cortisol en la saliva fue recolectado en tres muestras. Fueron utilizados las pruebas: t de Student, Mann-Whitney, ANOVA, Bonferroni, Kruskal-Wallis y Dunn. Se hicieron correlaciones de Pearson y de Spearman, así como regresión linear múltiple. El cortisol noche presentó asociación estadística ascendente con la recompensa psicosocial (p=0,004) y descendente con los puntajes de esfuerzo-comprometimiento (p=0,017). Pertenecer al Grupo de Operaciones Tácticas Especiales (GATE) y la presión arterial diastólica explicaron 13,5% de la variabilidad del cortisol al despertar; los sectores GATE, Patrulla Especial de la Tropa de Elite de la Policía Militar y Motociclistas explicaron 21,9% de la variabilidad del cortisol de 30 minutos después de despertar; y las variables sector GATE y la Dimensión Esfuerzo explicaron la variabilidad del cortisol noche en 27,7%. Conclusión: se evidenció que la variación del cortisol en la saliva fue influenciada por variables individuales, laborales y psicosociales. ; Objective: to analyze the relationship between psychosocial stress dimensions and salivary cortisol in military police officers. Method: cross-sectional and analytical study with 134 military police officers. The Effort-Reward Imbalance (ERI) Model scale has been used to assess psychosocial stress. Salivary cortisol was collected in three samples. The following tests were used: Student's t-test, Mann-Whitney, ANOVA, Bonferroni, Kruskal-Wallis and Dunn. Pearson and Spearman correlation methods were used, as well as multiple linear regression. Cortisol at night showed an ascending statistical association with the psychosocial reward (p=0.004) and a descending association with the effort-impairment scores (p=0.017). Being part of the Special Tactical Operations Group (GATE) and the diastolic blood pressure explained 13.5% of the variation in cortisol levels on waking up. The sectors GATE, Special Patrol of the Elite Squad of the Military Police and Motorcyclists explained 21.9% of the variation in cortisol levels 30-minute after awakening. The variables GATE sector and Effort Dimension explained 27.7% of the variation in cortisol levels at night. Conclusion: it was evidenced that salivary cortisol variation was influenced by individual, labor and psychosocial variables.