Os resíduos de construção e demolição reciclados (RCD-R) são conhecidos por sua significativa variabilidade decorrende dos materiais que lhe dão origem. Recentemente, uma das técnicas que ganharam evidência para avaliar a composição química dos RCD-R é o ensaio de fluorescência de Raios X (FRX). Contudo, este ensaio ainda é incipiente no cenário nacional, requisitando maiores investigações. Neste contexto, este artigo objetiva determinar a composição química de amostras de RCD-R. Distintos métodos de preparação de amostra foram avaliados para a determinação da melhor granulometria e método de preparo. Para tanto, amostras de RCD-R foram coletadas após 500 dias em diferentes condições de temperatura e ensaiadas por FRX. Quanto ao método de preparação de amostras, notou-se que os resultados mais representativos foram obtidos com amostras trituradas, peneiradas em malha de 0,60 mm e submetidas à termogravimetria antes do ensaio de FRX. As oito amostras ensaiadas segundo este processo revelaram pequena variabilidade e composição química semelhante à relatada na literatura, com predominância dos principais compostos que compõem o cimento e as partículas de solo. Assim, este estudo demonstra o potencial do FRX na caracterização química de RCD-R e evidencia a importância da preparação das amostras.