Introdução: Embora sejam evidentes os benefícios da prática regular de atividade física em parâmetros de saúde mental e no desempenho cognitivo, existe uma alta prevalência de inatividade física entre adolescentes. Assim, a busca por estratégias de exercício que possam gerar maior adesão a este público é importante. Objetivo: Verificar os efeitos de um programa de treinamento intervalado de alta intensidade (HIIT) na saúde mental e no desempenho cognitivo de adolescentes escolares. Métodos: Trata-se de um protocolo de ensaio randomizado por cluster, unicêntrico de dois braços (intervenção e controle). Adolescentes com idade entre 15 e 18 anos foram expostos a intervenção durante 6 semanas. Os desfechos primários são sintomas de saúde mental, mensurados pela Escala de Depressão, Ansiedade e Estresse para Adolescentes, o perfil cognitivo, controle inibitório e função executiva, mensurados pela Bateria de Avaliação Cognitiva Geral – Cognifit, Teste de Cores Stroop e Teste de Trilha, respectivamente. Os desfechos secundários incluem: o peso e índice de massa corporal, a circunferência da cintura e a aptidão cardiorrespiratória. Os resultados serão analisados por protocolo e intenção de tratar. Os efeitos da intervenção serão analisados com Equações de Estimativas Generalizadas, utilizando modelos lineares e de Poisson, incorporando variáveis de tempo, grupo, um termo de interação e covariáveis de ajuste. O nível de significância aceito para testes bicaudais será de 5%. Consideração final: Espera-se que este estudo produza resultados que possam recomendar o HIIT como uma estratégia de treinamento eficaz na saúde mental e desempenho cognitivo de adolescentes. Registro do ensaio: Registro Brasileiro de Ensaios Clínicos - ReBEC (RBR-733y6zq).