O uso de esgoto doméstico tratado é uma forma efetiva de controle da poluição ambiental e uma opção viável para aumentar a disponibilidade hídrica nas regiões áridas e semiáridas. No entanto, é necessário compreender as características do produto final para evitar efeitos indesejáveis e permitir seu uso como material para a fertilização e irrigação das plantas, entre outros. Como opção de produção agrícola, plantas de sorgo foram cultivadas em campo aberto e irrigadas com esgoto doméstico tratado da estação de tratamento de águas residuais, localizado no projeto de Assentamento de Milagres, Apodi, RN. O experimento foi conduzido em delineamento experimental de blocos casualizados, com três repetições. Os tratamentos foram distribuídos segundo esquema fatorial 3 x 3, sendo três fontes hídricas (água de poço - controle,  água de esgoto doméstico tratado e a mistura de 50% água de poço + 50% esgoto doméstico tratado) e três cultivares de sorgo (IPA 2502, BRS 506 e BRSPonta Negra). Os resultados mostram que a cultivar BRSPonta Negra respondeu positivamente ao incremento de águas residuárias nas variáveis áreas foliar, número de folhas, massa de matéria seca e produção de massa verde quando comparadas com as demais. O uso agrícola do esgoto doméstico tratado e a misturas de 50% água de poço + 50% esgoto doméstico tratado foram as fontes hídricas que resultaram em maiores produção de sorgo.