The genus Casearia (Salicaceae) is found in sub-tropical and tropical regions of the world and comprises about 200 species. In Brazil, there are about 48 species and 12 are registered in the State of Rio de Janeiro; including Casearia arborea (Rich.) Urb. Essential oil was obtained from the fresh leaves by hydrodistillation and analyzed by GC-MS and GC-FID. The cytotoxic effect was determined by WST-1 assay. Chemical analysis of the essential oil revealed a very diversified (n = 37 compounds) volatile fraction composed mainly of non-oxygenated sesquiterpenes (90.2%). These sesquiterpenes included byciclogermacrene (18.7%), germacrene D (12.1%) and α-humulene (11.5%). In addition, the essential oil demonstrated cytotoxic effects against A549 tumor cells in the concentration of 4 μg/mL (EC50) (p < 0.05).El género Casearia (Salicáceas) se encuentra en las regiones tropicales y sub-tropicales del planeta y comprende alrededor de 200 especies. En Brasil existen 48 especies, 12 de las cuales fueron registradas en el Estado de Río de Janeiro incluyendo Casearia arborea (Rich.) Urb. El aceite esencial fue extraído de hojas frescas por hidrodestilación y analizado por GC-MS y GC-FID. El efecto citotóxico fue determinado por ensayo WST-1. Las cavidades secretorias fueron ocasionalmente encontradas tanto en la lámina foliar como en el pecíolo. El análisis químico del aceite esencial reveló una muy diversa fracción volátil (n = 37 compuestos) formada principalmente por sesquiterpenos no oxigenados (90,2%). Estos sesquiterpenos incluyen biciclogermacreno (18,7%), germacreno D (12,1%) y α-humuleno (11,5%). Además, el aceite esencial demostró efectos citotóxicos contra las células tumorales A549 en una concentración de 4μg/mL (EC50) (p < 0.05).