As plantas alimentícias não convencionais (PANC) são consumidas em diversas partes do mundo, como alternativa e/ou complemento alimentar. Estudos visando a segurança alimentar, nutricional e biológica são relevantes para a manutenção da alimentação segura e potenciais aplicações, em diferentes setores da economia. Dentro dessa perspectiva, este estudo teve como objetivo avaliar a composição centesimal, multielementar (macro e microelementos), o perfil de compostos fenólicos, a correlação filogenética e a atividade antimicrobiana das PANC: Alfavaca fina (O. basilicum), Erva de jabuti (P. pelucida), Caruru (A. viridis), Língua de vaca (T. paniculatum), Taioba (X. sagittifolium), Coentrão (E. foetidum), Beldroega (P. Oleracea), Flor de Chanana (T. ulmifolia), Hortelã grosso (P. amboinicus) e Hortelã miúdo (M. spicata). Das metodologias propostas, na análise da composição centesimal foram obtidas as concentrações de umidade (84,85 a 95,16 %), cinzas (0,59 a 2,41 %), proteínas (0,04 a 0,99 %), lipídeos (0,54 a 3,08 %) e carboidratos (1,06 a 11,79 %). Na análise multielementar, através de digestão ácida em forno de microondas e Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP OES) para os macros e micronutrientes (Al, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, P, Sn, Sr e Zn) as concentrações variaram de 0,30 ± 0,01 mg Kg-1 para o Zn nas folhas de Hortelã grosso (P. amboinicus) a 34504 ± 185 mg Kg-1 (3,45 %) para a Beldroega (P. Oleracea L.). Os elementos As, Cd, Co, Pd, Sb, Se e V mostraram-se abaixo dos limites de detecção (LOD). A precisão foi avaliada pelo desvio padrão relativo (RSD), sendo < 2% e coeficiente de determinação (R2) de 0,9995-0,9999. Análise de componentes principais (PCA) e análise de agrupamentos hierárquicos (HCA) foram aplicados para avaliar a similaridade das PANC. Os bioativos fenólicos foram quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os teores de ácidos fenólicos: caféico, clorogênico, elágico, ferúlico, gálico, p-cumarico, seringa, transcinâmico e vanílico variaram de 1,09 ± 0,17 mg Kg-1 para o ácido siringico nas flores de Chanana (T. ulmifolia) a 2.147,48 ± 11,09 mg Kg-1 para o ácido clorogênico nas folhas de Coentrão (E. foetidum). A faixa de LOD e LOQ obtidos para ácidos fenólicos foi de 0,55–0,77 mg kg−1 e, para flavonoides, 0,82-0,442 mg kg−1. O RSD inferiores a 0,3% e o coeficiente de correlação (R2) >0,9995 foram obtidos. A correlação filogenética foi obtida por ferramentas bioinformáticas e mostrou a tendência de formação de três grupos, de acordo com os ancestrais comuns: Taioba (X. sagittifolium) e Erva de jabuti (P. pelucida) com ancestrais mais recentes e a Flor de Chanana (T. ulmifolia), com ancestral incomum ao grupo em estudo. Os testes antimicrobianos com os extratos etanólicos das plantas foram realizados contra as bactérias: S. aureus, B. subtilis, E. coli, P. aeruginosa e os fungos: C. albicans e C. glabrata. Os extratos (500 μg mL-1) das folhas de Coentrão (E. foetidum), Beldroega (Portulaca Oleracea L.) e Língua de vaca (T. paniculatum) apresentaram atividade bactericida contra a B. subtilis. Contra o S. aureus, os extratos (500 μg mL-1) das folhas de Beldroega (P. Oleracea L.), Hortelã grosso (P. amboinicus), Caruru (A. viridis) e flores de Chanana (T. ulmifolia) mostraram atividade antimicrobiana. Extratos (250 μg mL-1) de folhas de Beldroega (P. Oleracea L.) e flores de Chanana (T. ulmifolia) apresentaram atividade antifúngica. Ainda, os extratos (500 μg mL-1) de flores de Chanana (T. ulmifolia) demosntararm atividade bactericida contra S. aureus. A partir dos resultados obtidos, pode-se sugerir que as PANC estudadas são potenciais fontes nutricionais para a suplementação e segurança alimentar, além de alternativas naturais para o uso contra micro-organismos.