En esta investigación se estudió la presencia del nitrógeno y fósforo total en el sedimento de la laguna de Los Patos, estado Sucre, Venezuela. Adicionalmente se muestran los primeros estudios de especiación de fósforo en el sedimento de este ecosistema. Los resultados muestran niveles altos de nitrógeno y fósforo total que alcanzan valores de 1380,63 mg/kg y 950,63 mg/kg, específicamente en las inmediaciones de la planta de tratamiento de aguas servidas, situada en extremo sur de la laguna. Esta evidencia cuestiona la eficiencia del tratamiento de las aguas servidas que están siendo descargadas en el interior de la laguna. Se determinó que el fósforo se encuentra principalmente como fósforo orgánico ligado a minerales fosfatados de calcio (48,53%) y en segundo término a coexistir en orden secuencial como: fósforo muy lábil o absorbido (13,89%), fosfato de hierro (13,54%), fósforo moderadamente lábil (7,35%) y por último en forma refractaria (6,87%). Las relaciones nitrógeno/ fósforo, las cuales alcanzan valores de 9,58, en conjunto con los altos porcentajes de fósforo orgánico, revelan una fertilidad de tipo orgánico dentro de la laguna.