Objetivos: comparar o desempenho das amostras do canal cervical e fundo de saco vaginal para o exame colpocitologico no diagnostico da neoplasia do colo uterino. Metodos: foram constituidos tres grupos sequenciais: grupo 1) 10.048 mulheres com amostras da ectocervice e fundo de saco, utilizando espatula de Ayre; grupo 2) 3.847 mulheres com amostras da ectocervice, fundo de saco e canal cervical, utilizando espatula de Ayre e escova cytobrush; grupo 3) 4.059 mulheres com amostras da ectocervice e canal cervical, utilizando espatula de Ayre e escova cytobrush. A metodologia estatistica utilizou analise de variância (ANOVA) e comparacao de proporcoes. Resultados: os percentuais de exames alterados dos grupos 2 (2,6%) e 3 (2,4%), incluindo todas as lesoes escamosas e glandulares, foram significativamente maiores que no grupo 1 (2%). Os percentuais de diagnostico da lesao intra-epitelial escamosa de baixo grau (LIE-BG) nao foram estatisticamente diferentes entre os tres grupos (1,27; 1,25 e 1,07%). Por outro lado, os percentuais de diagnostico da lesao intra-epitelial escamosa de alto grau (LIE-AG) foram significativamente maiores nos grupos 2 (0,81%) e 3 (0,77%) do que no grupo 1 (0,54%). A diferenca entre os percentuais dos grupos 2 e 3 nao foi estatisticamente significante. Conclusoes: a amostra do canal cervical melhora o desempenho do exame colpocitologico para o diagnostico da lesao intra-epitelial escamosa de alto grau, ao passo que a amostra de fundo de saco nao interfere significativamente nos percentuais de diagnostico das lesoes intra-epiteliais.