El objetivo de este estudio fue analizar la estructura vertical de la comunidad fitoplanctónica del embalse de Mundaú, ubicado en la región semiárida del noreste de Brasil, y correlacionarla con las condiciones ambientales durante dos estaciones distintas: seca y lluviosa. Se recolectaron muestras bimensualmente a ocho profundidades durante las estaciones seca y lluviosa para analizar las variables físicas y químicas del agua, así como la densidad, la abundancia, la dominancia, el índice de diversidad de especies y la equidad de la comunidad. Se utilizó el análisis de varianza (ANOVA de dos vías) para analizar las diferencias verticales y estacionales, y el Análisis de Correspondencia Canónica (ACC) para evaluar las asociaciones entre el fitoplancton y las variables ambientales. Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszynska) Seenaya y Subba Raju fueron las únicas especies dominantes, seguidas por Geitlerinema amphibium (C. Agardh) Anagnostidis, Merismopedia punctata Meyen y Synedra rumpens Kützing. Otros seis taxones fueron abundantes en al menos una de las muestras. Se observaron patrones de distribución vertical distintos para los taxones abundantes entre profundidades y estaciones. Las cianobacterias, con excepción de C. raciborskii, mostraron patrones estacionales similares, con mayores densidades en la estación seca. El ACC mostró una fuerte correlación entre la densidad de las especies fitoplanctónicas y las variables abióticas. Los cambios verticales en los taxones abundantes revelaron patrones distintivos regulados por la variación de los factores ambientales directamente relacionados con la estacionalidad, donde el éxito de una o más especies depende de sus estrategias de vida y necesidades ecológicas. El presente estudio reafirma la importancia de los factores ambientales y estacionales para la composición y distribución del fitoplancton en un embalse tropical de agua dulce a través de un gradiente vertical.