Apresentação: a cárie é uma doença multifatorial, sendo denominada cárie precoce da infância (CPI) quando afeta crianças menores de 3 anos de idade. A maioria das crianças em idade pré-escolar, no Brasil, faz uso de serviços odontológicos públicos de saúde. A atenção primária à saúde exerce um importante trabalho na prevenção em saúde bucal para crianças. Estudos demonstram que a saúde bucal de crianças é influenciada por fatores psicológicos de pais ou cuidadores, como, por exemplo, senso de coerência e lócus de controle parental. O senso de coerência (SOC) reflete a capacidade do indivíduo de se adaptar a situações de estresse, enquanto o lócus de controle parental (LOC) investiga as expectativas de controle que os pais mantêm sobre os acontecimentos de saúde da criança. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a associação entre experiência de Cárie Precoce da Infância, Fatores Socioeconômicos, Lócus de Controle Parental e Senso de Coerência em crianças em idade pré-escolar acompanhadas em um Serviço de Atenção Primária à Saúde. Métodos: o estudo, do tipo transversal analítico, envolveu 513 crianças em idade pré-escolar (20 a 41 meses) e suas mães/responsáveis, que realizavam acompanhamento de saúde em uma rede de atenção primária à saúde do município de Porto Alegre - RS. Resultados: a prevalência de cárie dentária foi menor em crianças cujos responsáveis apresentaram elevado senso de coerência, possivelmente porque esses adotam comportamentos mais saudáveis, influenciando nas questões de saúde. Em relação ao Lócus de Controle Parental, crianças em que os responsáveis possuíam predomínio do lócus de controle interno apresentaram menos cárie que as crianças em que os responsáveis possuíam predomínio de lócus de controle externo, uma vez que estes últimos esperam ou tendem a delegar as ações e cuidados de saúde a outros, prejudicando os cuidados. Conclusão: o presente estudo pode concluir que existe uma relação entre variáveis psicossociais dos pais - Senso de Coerência e Lócus de Controle Parental - com a experiência de cárie dos filhos.