Vivenciamos um mundo em constante e aceleradas mudanças, no qual as informações, a comunicação e o entretenimento estão permeados de tecnologia. No contexto educacional nem sempre são aproveitadas como meio de aprendizagem para interiorização de saberes. Assim, consideramos salutar e preponderante discutir metodologias de ensino que se aproximem do cotidiano do aluno, que estejam atreladas ao tempo presente e como a atual geração aprende. Os jogos digitais de simulação de cidade foram criados para entretenimento, contudo, apresentam ferramentas que permitem retratar a configuração e a dinâmica urbana similar ao mundo real. Ao utilizá-los com objetivos pedagógicos, para discutir cidades, problemas urbanos e sustentabilidade, o professor de Geografia o transforma em um recurso didático com potencial de desenvolver o pensamento geográfico do aluno. Com base nisso, traçamos o objetivo de avaliar o potencial didático do jogo digital de simulação de cidades, Cities Skylines, com vista ao desenvolvimento do pensamento geográfico no nível médio. Em consonância com o exposto, com objetivos específicos, buscamos: compreender se há relação entre o processo de resolução de problemas no jogo e a interiorização de conhecimento geográficos decorrente da jogabilidade mediada didaticamente pelo professor; analisar a mobilização de princípios na construção de conceitos geográficos relativos à organização espacial e escala local na simulação de um espaço urbano sustentável; verificar o desempenho, o envolvimento, a motivação e a percepção dos alunos no processo de aprendizagem de cidade sustentável com o uso do jogo digital de simulação; e identificar como Cities Skylines se apresenta enquanto recurso didático para desenvolver o pensamento geográfico por meio do processo de aprendizagem de cidade sustentável. Para tanto, realizamos a pesquisa participante com uma turma de terceiro ano (28 alunos) de Ensino Médio do Instituto Federal Catarinense, campus Videira e, por meio de um experimento, com a aplicação de uma sequência didática com o uso do jogo Cities Skylines, aplicamos diferentes instrumentos de pesquisa como questionários, atividades escritas, gravação das aulas, elaboração de documentário, diário de simulação e projeto de cidade sustentável. A análise dos dados e sua interpretação foram realizadas por meio de análise de conteúdo. Os resultados apontam que Cities Skylines apresenta potencialidade de geovisualização da configuração e dinâmica urbana. Além disso, permite desenvolver a habilidade de resolução de problemas, por meio da tomada de decisões, frente às situações simuladas, e que também são reais, enfrentados nas cidades. Dessa forma, fez-se necessário orientar os alunos para formular hipóteses, analisar o espaço urbano de forma holística, e elaborar alternativas viáveis para promover uma mobilidade urbana mais sustentável, saneamento básico eficiente e condições de vida apropriadas. Com a construção e gestão do espaço urbano, os estudantes mobilizaram princípios e conceitos geográficos que os permitiam desenvolver o pensamento geográfico. Observamos também que, apesar das potencialidades do jogo, o papel de mediação do professor é válido para que o uso do recurso seja intencionalmente pedagógico. Nesta mesma direção, os limites impostos pelo jogo, quanto a funcionalidades e simplificações, reforçam o papel docente para a problematização e encaminhamento voltado à formação de conceitos pelos estudantes.