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A grande maioria dos ensaios de manejo e fertilidade do solo utiliza o método de delineamentos experimentais, segundo o qual as observações devem ser independentes umas das outras e as parcelas experimentais, uniformes quanto aos atributos estudados. A hipótese de independência entre as amostras apenas pode ser satisfeita e verificada na prática, se a amostragem contiver informações geográficas, como, por exemplo, as coordenadas com referências a um eixo arbitrário para possibilitar análises da geoestatística. O objetivo deste trabalho foi estudar a variabilidade espacial de alguns atributos químicos e granulométricos do solo dentro de uma parcela experimental e mostrar o uso da geoestatística para analisar os dados. O campo estudado localiza-se no Centro Experimental de Campinas do Instituto Agronômico, Campinas (SP), em um latossolo roxo distrófico sob preparo convencional nos últimos dez anos. Marcou-se uma parcela de 30 m por 30 m a cada 5 m em duas direções, resultando em um reticulado quadrado de 49 pontos de amostragem. Em cada ponto, coletaram-se amostras de solo das camadas 0-25 cm e 25-50 cm de profundidade, as quais foram levadas ao laboratório, secas ao ar, peneiradas em uma malha de 2 mm e submetidas às análises granulométricas e químicas de rotina para obter teor de argila, teor de silte, delta pH, soma de bases (S), capacidade de troca catiônica (CTC) e saturação por bases (V%). Para a análise de variabilidade espacial, utilizou-se a geoestatística. Os coeficientes de variação encontrados são mais altos na camada 0-25 cm do que na 25-50 cm, provavelmente devido à região de maior alteração com cultivo. Foi encontrada dependência espacial para todos os atributos analisados para a camada 0-25 cm, e dependência fraca para a camada 25-50 cm. Considerando que o campo engloba apenas uma área de 30 m por 30 m, conclui-se que a variabilidade encontrada para os atributos químicos do solo foi grande e que a amostragem ao acaso falharia em detectá-la e, por isso, esconderia a realidade.The majority of experiments on soil management and soil fertility uses experimental and statistical procedures which require statistically independent samples and uniform experimental plots. This hypothesis can only be satisfied and verified in practice with geostatistical calculations such as semivariograms. The objective of this paper was to study the spatial variability, within an experimental plot, and to show the use of geostatistical analysis. The field selected for this study is located at the Centro Experimental de Campinas, Instituto Agronômico, Campinas (SP), Brazil, on a Dusky Red Latosol, which had been on conventional tillage for the previous 10 years. A 30 m by 30 m plot was marked on a square grid of 5 m, resulting in 49 sampling points, in which bulk soil samples were collected at the depths of 0-25 cm and 25-50 cm, taken to the laboratory, air dried, sieved on the 2 mm sieve, and submitted to routine chemical and particle size analysis in order to obtain the clay content, silt content, delta pH, sum of bases, cation exchange capacity, and base saturation. Geostatistics was used for the spatial variability analysis. The coefficients of variation found indicate higher variability for all properties at 0-25 cm than at 25-50 cm, probably due to soil tillage depth. Spatial dependence was also stronger at 0-25 cm than at 25-50 cm depth. It was concluded that the spatial variability for the chemical properties was high considering the plot size of 30 m by 30 m and that random sampling would fail to detect it.