OBJECTIVES:: O aumento da demanda por serviços de alta densidade tecnológica é uma tendência universal, o que tem levado a custos crescentes atribuíveis ao aumento da população, da longevidade e da cobertura. Entre estes serviços está o diagnóstico por imagem, o qual se concentra nos centros mais desenvolvidos favorecendo a elevação dos gastos em saúde pública, mas não de forma equânime como prevê os princípios do Sistema Único de Saúde (SUS). Neste estudo foi analisado os fatores associados aos gastos com o diagnostico por imagem ambulatorial de alta complexidade no SUS. METHODS:: Esta pesquisa compreende um estudo ecológico observacional transversal dos gastos per capita com diagnósticos por imagem no ano de 2016, por estados no Brasil. O diagnostico de imagem na alta complexidade ambulatorial compreende o subgrupo de procedimentos de diagnóstico por: radiologia, ultrassonografia, tomografia, ressonância magnética, medicina nuclear in vivo e radiologia intervencionista. Os dados foram extraídos do Sistema de Informação Ambulatorial do SUS (SIA/SUS). O gasto per capita foi obtido utilizando a opção valor aprovado e o mesmo foi divido pela população de cada estado, resultando na variável gasto per capita. As variáveis explicativas compreendem características populacionais, econômicas e de infraestrutura. RESULTS:: Encontramos associação significativa e positiva entre os gastos per capita por estado com as variáveis: número de médicos per capita (r= 0,48 e p= 0,01) e o índice de desenvolvimento humano do estado (r= 0,48 e p= 0,01) e uma associação negativa com a taxa de analfabetismo do estado (r= -0,44 e p= 0,02). CONCLUSIONS:: Concluímos que a infraestrutura dos estados e o quantitativo de médicos são os fatores de maior impacto nos gastos com possível consequência no acesso aos serviços de saúde estudados. Estudos dessa natureza podem colaborar na tomada de decisões numa alocação mais equânime dos recursos e contribuir para a elaboração de estratégias que sejam custo efetivas.