Resumen Este artículo presenta los resultados del estudio sobre tratamiento con ozono y posterior fraccionamiento de la materia orgánica disuelta (MOD) en el efluente secundario de la planta de tratamiento de aguas residuales de Cerro de la Estrella, localizada en la Ciudad de México. La ozonación se realizó con dos concentraciones de ozono en fase gaseosa (5 y 25 mg/L) y con dos tiempos de contacto (10 y 20 min). El fraccionamiento de la MOD se hizo con las resinas XAD-4 y XAD-8, con el fin de determinar la cantidad de materia orgánica hidrofóbica e hidrofílica presente en el agua residual. Los mejores resultados de remoción se alcanzaron con una concentración de ozono de 25 mg/L y con un tiempo de contacto de 20 minutos, logrando remociones del orden del 85 % en color, 63 % en turbiedad, 71 % en demanda química de oxígeno (DQO) y 78 % en UV254. También se determinó la composición de la MOD del efluente secundario en términos de carbono orgánico total (COT), encontrándose que el ozono hace que la materia orgánica hidrofóbica del efluente disminuya de 46 % a 32 % y la materia orgánica hidrofílica aumente de 32 % a 42 %.