Introducción. El paciente crítico séptico presenta alteraciones en la microbiota intestinal que puede afectar la producción de ácidos grasos de cadena corta y condicionar su respuesta inmune e inflamatoria. Objetivo. Determinar la relación entre la microbiota intestinal y la concentración de ácidos grasos de cadena corta en pacientes críticos sépticos. Materiales y métodos. Estudio observacional descriptivo. Incluyó 15 pacientes críticos sépticos con una muestra de heces para microbiota intestinal y otra para ácidos grasos de cadena corta del mismo día o con uno de diferencia. La microbiota intestinal se evaluó por secuenciación de las regiones V3-V4 del gen 16S rRNA, reportando taxonomía, diversidad alfa y beta. Los ácidos grasos de cadena corta se cuantificaron por cromatografía de gases y se realizó una correlación de Kendall para determinar la relación entre microbiota intestinal y ácidos grasos de cadena corta. Resultados. Se identificaron principalmente Bacteroidetes, Firmicutes y Proteobacterias; los géneros bacterianos representativos fueron Bacteroides, Pseudomonas, Escherichia-Shigella, Prevotella, Klebsiella, Mycoplasma y Parabacteroides. La microbiota intestinal en ≥60 años mostró mayor riqueza (Chao1, p=0,04) y diversidad (PD, p=0,03) comparado con los <60. La beta diversidad mostró diferencia significativa para grupo de edad (p=0,01) e índice de masa corporal (p=0,02). Se evidenciaron niveles bajos de ácidos grasos de cadena corta y una correlación inversa entre la edad y el isobutírico (p=0,01). Todos los ácidos grasos de cadena corta se correlacionaron positivamente con Ruminococcaceae y negativamente con Enterococcus. Conclusión: En pacientes críticos sépticos la composición de la microbiota intestinal se altera y se disminuyen los ácidos grasos de cadena corta. En general, se observa asociación negativa entre ciertas bacterias con potencial patogénico y la abundancia de los ácidos grasos de cadena corta.