A nanomedicina vem crescendo cada vez mais no campo da nanotecnologia. Nela, destacam-se as nanopartículas poliméricas como vantajoso sistema de entrega de fármacos, que vêm sendo desenvolvidas aspirando variadas aplicações terapêuticas, como liberação controlada do ativo e maior proteção do fármaco frente ao sistema biológico. Entretanto compreender como fatores de produção e composição impactam nas estruturas finais deles ainda é pouco conhecido. Assim, esse trabalho visou determinar a influência da amplitude e tempo de sonicação, bem como do tensoativo sobre o tamanho médio, índice de polidispersividade (PDI) e potencial zeta de nanopartículas poliméricas (NPP). Para designar os efeitos particulares dessas variáveis foi usado a metodologia do desenho experimental (DoE) por análise fatorial 23 com ponto central. Ao todo foram propostos 18 experimentos e como variáveis independentes foram avaliados: tipo de tensoativo: álcool polivinílico (PVA) ou Pluronic F68; tempo de sonicação: 2 min, 6 min e 10 min; e amplitude de sonicação: 10%, 30% e 50% sobre as variáveis dependentes. As NPP foram produzidas pelo método de polimerização a partir de polímeros pré-formados pela técnica de emulsificação simples seguida de evaporação do solvente. Em seguida, elas foram lavadas por ultracentrifugação e caracterizadas quanto o tamanho por espalhamento de luz dinâmico e potencial zeta por mobilidade eletroforética. Os modelos gerados foram considerados significativos (p<0,05) para as três variáveis dependentes analisadas (tamanho médio, PDI e PZ). Todas as variáveis independentes influenciam no tamanho e PDI, no entanto, especial destaque foi observado ao tipo de tensoativo, no qual de uma forma geral as NPP produzidas com PVA apresentaram menor tamanho médio e PDI. As condições ideais do processo foram estipuladas e através dos modelos gerados, foi proposta a seguinte formulação: PVA como tensoativo; 2 minutos de tempo de sonicação; e 10% de amplitude. Isto posto, a metodologia de DoE foi eficiente ajudando a entender como determinados parâmetros influenciam na produção das NPPs, permitindo obtê-las de forma eficiente.