Las enfermedades cardiovasculares (ECV) son la principal causa de mortalidad a nivel mundial, representando aproximadamente un tercio de todas las muertes. La exposición a metales tóxicos presenta riesgos significativos para la salud cardiovascular, contribuyendo al desarrollo de ECV. Los elementos esenciales son cruciales para mantener la función cardiovascular; sin embargo, los desequilibrios o deficiencias en estos elementos pueden agravar el riesgo y la progresión de las ECV. Comprender las interacciones entre metales tóxicos y elementos esenciales es fundamental para esclarecer su impacto en la salud cardiovascular. Este estudio tiene como objetivo examinar los efectos individuales y combinados de los metales tóxicos: plomo (Pb), cadmio (Cd) y mercurio (Hg), junto con los elementos esenciales: manganeso (Mn), hierro (Fe) y selenio (Se) en las ECV. Exploramos los efectos de los metales tóxicos y los elementos esenciales utilizando datos de la Encuesta Nacional de Salud y Nutrición (NHANES, 2017-2018). Realizamos análisis descriptivos y aplicamos métodos estadísticos avanzados, incluyendo regresión de máquina de núcleo bayesiano (BKMR), regresión de suma de cuantiles ponderada (WQSR) y g-computación de cuantiles, para evaluar las asociaciones entre estos metales tóxicos y elementos esenciales en biomarcadores clave relacionados con la cardiovascular. Los resultados revelaron patrones de influencia distintos entre los metales tóxicos y los elementos esenciales. La correlación de Spearman mostró una asociación más fuerte entre los metales tóxicos que entre los elementos esenciales. La regresión de máquina de núcleo bayesiano (BKMR) y el análisis de probabilidad de inclusión posterior (PIP) identificaron al plomo, mercurio, hierro y selenio como contribuyentes clave al riesgo de ECV, siendo el plomo fuertemente vinculado a lipoproteínas de alta densidad (HDL), presión arterial diastólica (DBP) y presión arterial sistólica (SBP). El selenio se relacionó con el colesterol de lipoproteínas de baja densidad (LDL) y el colesterol no HDL. Los análisis univariados y bivariados confirmaron las fuertes asociaciones del plomo y el mercurio con los triglicéridos y la presión arterial, mientras que el plomo, el selenio y el hierro se vincularon a diferentes resultados de colesterol. El análisis de variable única reveló una interacción entre exposiciones individuales y exposiciones combinadas. El efecto de exposición general que evalúa el impacto de todas las exposiciones combinadas en los marcadores de ECV reveló una asociación positiva constante con triglicéridos, colesterol total, LDL, colesterol no HDL y DBP, con HDL y SBP aumentando desde el percentil 65. La g-computación de cuantiles y WQSR confirmaron la asociación positiva constante del plomo en todos los resultados, con variaciones entre otros metales tóxicos y elementos esenciales. En conclusión, nuestro estudio sugiere que los metales tóxicos y los elementos esenciales son factores importantes en los resultados de ECV, con diferentes metales y elementos asociados a variaciones en biomarcadores específicos.