En este trabajo se analizó la relación entre la microestructura de un recubrimiento de 4,5% en mol de circona estabilizada con itria (4.5YSZ) con sus propiedades mecánicas medidas por nanoindentación y microindentación. Los recubrimientos fueron elaborados por la técnica de proyección térmica por plasma atmosférico a partir de una suspensión de etanol y dos tipos de polvos (3 y 8% en mol de YSZ) con partículas de tamaño nanométrico. El análisis de la microestructura de la sección trasversal del recubrimiento de 4.5 YSZ reveló una estructura bimodal, la que estaba compuesta de una zona con partículas semifundidas (ZS) y otra zona compuesta de lamelas con un alto grado de fusión (ZF). Los ensayos de nanoindentación mostraron una distribución Weibull bimodal para la dureza y monomodal para el módulo de elasticidad, lo que está relacionada con su estructura. Los ensayos microindentación (microdureza Vickers y módulo de elasticidad: E) presentaron una distribución Weibull monomodal. Estos resultados de microindentación estuvieron influenciados por el área de contacto de las zonas indentadas, ya que estas tomaban las dos zonas microestructurales (ZF y ZS) del recubrimiento de 4.5YSZ revelando una medición global de sus propiedades mecánicas.