Misconcepções são um padrão de pensamento equivocado que surge a partir de uma premissa incorreta, que causa erros sistemáticos (Nesher, 1987). A emergência de misconcepções no processo de aprendizagem tem sido um campo fértil para pesquisas que voltam o seu olhar para a análise de tais misconcepções com vistas a superá-las. Nesse cenário a presente pesquisa discute as relações entre a modelagem matemática e misconcepções, bem como as implicações dessas relações quando atividades de modelagem matemática são desenvolvidas no âmbito da sala de aula. Sendo assim, o objetivo é investigar interlocuções entre modelagem matemática e misconcepções dos estudantes. O arcabouço teórico da pesquisa é pautado em pressupostos teóricos da modelagem matemática como alternativa pedagógica e, segue uma perspectiva semiótica com a abordagem semiótico-cognitiva de Raymond Duval e a abordagem construtivista de Bruno D’Amore, e uma perspectiva didática para misconcepções segundo Silvia Sbaragli. A presente pesquisa é de natureza qualitativa com caráter interpretativo, e para compor os dados empíricos, atividades de modelagem matemática foram desenvolvidas em dois contextos, o primeiro é a disciplina de Cálculo Diferencial e Integral I em um curso de Licenciatura em Matemática, e o segundo é a disciplina de Transportes em um curso de Engenharia Civil. O conjunto de dados advém de registros escritos dos estudantes e gravações em áudio durante o desenvolvimento de atividades de modelagem matemática. A emergência de misconcepções foi retratada em episódios, em que participam professora e estudantes. O esforço analítico pauta-se nas misconcepções que emergem no desenvolvimento das atividades de modelagem matemática. Os resultados sinalizam o potencial de atividades de modelagem matemática para lidar com misconcepções. Com base nas análises específicas, o cruzamento com as teorias de base apontam para duas possibilidades: as especificidades e as características de atividades de modelagem matemática têm potencial para a manifestação de misconcepções; e misconcepções já incorporadas pelos estudantes podem ser superadas mediante demandas de uma atividade de modelagem matemática