A seleção de genótipos de ameixa com características sensoriais e atividade antioxidante tem sido alvo do programa de melhoramento genético do IDR-PARANÁ-Instituto de Desenvolvimento Rural do Paraná. O desafio de aliar melhor qualidade, produção e resistência a pragas e doenças, é uma tarefa difícil que pode ser facilitada com emprego de análises físico-químicas e ferramentas estatísticas. O presente trabalho tem como objetivo caracterizar genótipos de ameixa desenvolvidos pelo IDR-PARANÁ empregando quimiometria em função de parâmetros físico-químicos e atividade antioxidante visando seleção para lançamento como novas cultivares. Foram empregadas três cultivares comerciais (Irati, Letícia e Reubennel) e seis genótipos (PR-1094, PR-1095, PR-1102, PR-1148, PR-1240 e PR-1260) cultivados nos campos experimentais do IDR-PARANÁ, Ponta Grossa, PR, Brasil. Parâmetros físico-químicos de teor de sólidos solúveis totais, pH, acidez titulável, ratio e avaliações da atividade antioxidante, compostos fenólicos e antocianinas foram analisados. Foram empregadas análises estatísticas de correlação de Pearson, Tukey e análises multivariadas de componentes principais e agrupamento hierárquico para análise dos dados. Verificou-se que os genótipos PR-1094, PR-1102, PR-1148 e PR-1240 tiveram maior atividade por DPPH, baixa antocianinas e pH ácido. PR-1260 e Irati apresentaram maior atividade por ABTS e DPPH e maior teor de antocianinas. A cultivar Reubennel apresentou menor atividade por ABTS, DPPH e pH e menores teores de antocianinas. Letícia e PR-1095 apresentaram maior pH, e atividade antioxidante intermediária. Com vistas a seleção de genótipos com maiores teores de antioxidantes, e parâmetros físico-químicos que sugerem maior doçura, os genótipos PR-1094 e PR-1148 apresentaram-se como promissores para futuro lançamento.