O nitrato nas águas subterrâneas é considerado um dos principais problemas com relação aos padrões de potabilidade estabelecidos pela Portaria MS nº 2914/2011, tendo em vista que a ingestão de altas concentrações de nitrato ou nitrito estão associados a doenças como a metahemoglobinemia. Concentrações insidiosas e persistentes têm sido detectadas na rede de monitoramento das águas subterrâneas (CETESB, 2016), além dos registros de aumento da concentração em poços de abastecimento público (SABESP, 2015). Dentre as mais recentes alternativas para a remoção de nitrato, destaca-se os sistemas bioeletroquímicos como o MFC (Microbial Fuel Cells). Se aplicados apropriadamente, os produtos gerados desses sistemas seriam apenas água tratada e gás nitrogênio, tendo sua principal característica a possibilidade de geração de energia. Dentro deste contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar a performance de um sistema bioeletroquímico em diferentes condições de operação, visando a remoção de nitrato de águas subterrâneas e as possibilidades de ganho de energia. As concentrações médias das taxas de carga de nitrato aplicada foram de 0,06, 0,061, 0,062, 0,063 e 0,063 gNO₃^-.L^-1.cátodo.d^-1 e resultaram em taxas de nitrato no efluente tratado de 0,020, 0,010, 0,08, 0,002 e 0,006 gNO₃^-.L^-1.d^-1, com eficiências de remoção de 67,8, 77,6, 87,9, 96,3 e 90,6%, para os modos C.A., MFC, MEC-0,3V, MEC-0,5V e MEC-1,0V, respectivamente. Conclui-se que é possível realizar um tratamento com excelentes propriedades técnicas, em sistemas mais compactos e econômicos em comparação com as diversas opções disponíveis para a remoção de nitrato em águas subterrâneas, por meio de sistemas bioeletroquímicos, seja por modo MFC ou MEC. Os resultados mostraram, que o modo MEC operado com aplicação de fonte externa de 0,5 V, utilizando o cátodo como redutor de nitrato, obtiveram melhores resultados.