O objetivo deste estudo foi verificar os efeitos da suplementação dietária de butirato de sódio na forma protegida e desprotegida, em duas concentrações diferentes de inclusão, assim como o possível efeito sinérgico do butirato com o óleo essencial de lippia origanoides, em juvenis de tilápia-do-nilo, oreochromis niloticus. no primeiro ensaio, 3150 pós-larvas (0.0183±0.0014 g) recém eclodidas foram distribuídas aleatoriamente em seis tratamentos e um controle, em triplicata: ração sem suplementação (controle); ração com na-butirato puro (puro 0,25% e puro 0,5%), ração com na-butirato protegido com óleo de palma (óleo 0,25% e óleo 0,5%) e alimentados com na-butirato protegido com solução tampão (tampão 0,25% e tampão 0,5%). após 28 dias de alimentação, a produtividade e biomassa final apresentaram incremento significativo nos peixes alimentados com as dietas tampão 0,5% e óleo 0,5%. observou-se diminuição da atividade da protease alcalina nos grupos óleo 0,25%, óleo 0,5% e tampão 0,5%, quando comparado ao grupo controle. os grupos suplementados com na-butirato protegido apresentaram melhorias na estrutura e saúde intestinal. com relação ao fígado, o grupo puro 0,5% apresentou os maiores índices de macroesteatose quando comparado ao grupo controle, além de maior índice para necrose quando comparado ao grupo puro 0,25%. para as variáveis de alteração da microbiota intestinal, o grupo óleo 0,5% apresentou maior quantidade de “operational taxonomic unit” (otus) de 207, enquanto observou-se menor quantidade no controle que foi de 44. o grupo óleo 0,5% apresentou índices superiores de abundância, riqueza e diversidade quando comparado aos demais grupos, além de apresentar maior distanciamento filogenético, principalmente em comparação ao grupo controle. além disso, verificou-se aumento das firmicutes no grupo óleo 0,5%, representado principalmente por bactérias da ordem lactobacillales. no segundo ensaio, um total de 120 peixes (5,38±0,65 g) foram distribuídos em 12 unidades experimentais e alimentados com diferentes dietas experimentais, durante 30 dias: dieta comercial sem suplementação (c); suplementada com 0,5% de na-butirato protegido (b); suplementada com 0,125% de l. origanoides (l); e suplementada com mistura de 0,5% de na-butirato e 0,125% de l. origanoides (bl). após o período experimental, verificou-se redução na concentração de bactérias heterotróficas totais no intestino dos animais do grupo b, em relação ao grupo c, além do aumento de bactérias ácido-láticas no grupo b, quando comparado aos demais grupos. observou-se aumento significativo no número de eritrócitos totais no grupo l em relação aos grupos c e bl, além da redução da hemoglobina corpuscular média, quando comparada ao controle. os animais do grupo bl apresentaram aumento no número de vilos intestinais em relação ao grupo controle. observou-se no grupo bl a redução de infiltrados linfocitários no fígado, quando comparado ao grupo controle; enquanto que o grupo b apresentou aumento de macroesteatose no fígado e diminuição de melanomacrófagos soltos no baço, quando comparado ao grupo controle. dessa forma, o butirato de sódio na forma protegida e na concentração de 0,5% de inclusão na dieta, foi capaz de incrementar o desempenho zootécnico dos animais, beneficiar a estrutura, saúde e microbiota intestinal, além de apresentar efeito sinérgico quando utilizado em conjunto com o óleo essencial de l. origanoides.