Mimosa catharinensis Burkart é um arbusto lianescente, ocorrendo apenas em duas áreas restritas de restinga no leste de Santa Catarina, Brasil. O presente trabalho apresenta a primeira descrição detalhada da anatomia da madeira de M. catharinensis, baseada em dados quantitativos. A descrição é ilustrada com fotomicrografias tomadas nos três planos anatômicos. Raios muito finos, parênquima paratraqueal, fibras libriformes não septadas, dimorfismo de vasos e poros tendendo a um arranjo diagonal foram encontrados. A estrutura anatômica da madeira é comparada com referências da literatura sobre a família Leguminosae e do gênero Mimosa, considerando seus aspectos filogenéticos, taxonômicos e ecológicos.