Este estudo analisou a prevalência e os fatores associados ao uso problemático de smartphones (UPS) no sul do Brasil em 411 estudantes do Ensino Médio de um instituto federal. O UPS serviu como variável dependente, avaliada por meio da Smartphone Addiction Scale-Short Version [Escala de Dependência de Smartphone-Versão Curta]. Estudantes de ambos os sexos que pontuaram ≥ 33 nessa escala foram classificados como fazendo UPS. Informações sobre sexo, cor da pele, nível socioeconômico, atividade física, participação em aulas de educação física, tempo de tela e histórico de consumo excessivo de álcool foram organizadas como variáveis independentes. Uma regressão de Poisson (com razões de prevalência [RP] com intervalo de 95% de confiança [IC95%]) serviu para verificar os fatores associados ao UPS. A prevalência de UPS foi de 34,3% (40,7% do sexo feminino). A análise ajustada mostrou associações significativas com fatores de risco (sexo feminino: RP = 1,40; IC95%: 1,06-1,85; tempo de tela: RP = 1,48; IC95%: 1,20-1,82; e história de consumo excessivo de álcool: RP = 1,35; IC95%: 1,02-1,79) e fatores de proteção (maior nível socioeconômico: RP = 0,88; IC95%: 0,77-0,99; maior participação nas aulas de educação física: RP = 0,73; IC95%: 0,54-0,99) para UPS. Os alunos com UPS apresentaram pior qualidade do sono (RP = 1,17; IC95%: 1,02-1,34), sendo que esse efeito foi mais significativo entre pessoas fisicamente inativas (RP = 1,50; IC95%: 1,13-1,98). Identificar os fatores associados ao UPS pode ajudar a aumentar a conscientização sobre as repercussões desse comportamento.