A aplicação de tecnologias como a desidratação osmótica, promove a redução da água do produto em curtos períodos e a melhoria de suas características sensoriais. Uma vez observada a influência das condições na eficiência do processo de desidratação osmótica de frutos, objetivou-se com esse estudo avaliar o efeito da temperatura e das concentrações de sacarose e xilitol na cinética de desidratação osmótica, e os efeitos da secagem complementar em micro-ondas nas características físicas e químicas de fatias de mamão papaia. O método de análise de superfície de resposta foi aplicado através de um planejamento fatorial rotacional completo 2² com 4 pontos axiais e 3 repetições no ponto central, totalizando 11 experimentos para cada agente osmótico, com o qual, foi possível avaliar os efeitos da concentração do agente osmótico (sacarose ou xilitol) e da temperatura, na perda de água das fatias de mamão Verificou-se que a condição ideal para a realização do processo foi a concentração de 50 °Brix do agente osmótico na temperatura de 30 °C. As fatias submetidas a desidratação osmótica nessas condições foram secas em micro-ondas e avaliadas quanto as suas características físicas e químicas. A utilização do xilitol como agente osmótico foi mais eficiente do que a sacarose, proporcionando uma maior redução da água, influenciando significativamente na retenção do conteúdo de vitamina C após secagem em micro-ondas e apresentando menor teor de água.