A água é um elemento essencial para o desenvolvimento econômico e social da humanidade. O incremento da demanda associado à redução da oferta de água tem levado ao aumento do risco hídrico, especialmente nos grandes centros urbanos. As soluções baseadas na natureza têm sido apontadas como uma alternativa para aprimorar a provisão de água através da conservação ambiental nas zonas ripárias. O Pagamento por Serviço Ambientais (PSA) podem ser um elemento essencial para dar sustentação financeira aos projetos que utilizam os serviços ecossistêmicos para a provisão de água. Entender os fatores que levam estes projetos a serem bem-sucedidos ou fracassarem pode indicar como obter maior eficiência nos investimentos em PSA. A proposta deste trabalho foi realizar um estudo de casos múltiplos com o objetivo de identificar quais foram os Fatores Críticos de Sucessos dos projetos de PSA para conservação de água implementados na bacia do Rio Camboriú, em Santa Catarina, e nas cidades de Extrema, no estado de Minas Gerais, no Brasil, e de Nova Iorque, nos Estados Unidos. Esta pesquisa confirmou a importância da aprovação de leis específicas que suportem os projetos e da existência de recursos que deem sustentabilidade financeira a estas iniciativas no longo prazo. Também foi identificado que o monitoramento dos projetos brasileiros não é realizado sobre os serviços ecossistêmicos almejados, mas sobres as ações de conservação. Entre os aspectos que foram contrários à literatura, é possível citar que os projetos avaliados não criaram grande adicionalidade através da recuperação ambiental e houve inexistência de negociação entre as partes. Como fatores novos, surgiram a importância das figuras-chave para gestão dos projetos e a busca da viabilidade econômica dos proprietários rurais como fatores determinantes para a efetividade destes casos. A principal reflexão sobre os resultados deste trabalho está relacionada à capacidade de impacto dos projetos de PSA. A gestão dos recursos hídricos deve ser integrada, incorporando as atividades voltadas para melhorar a sua provisão, ao mesmo tempo em que busca a redução do consumo de água. Os projetos de PSA devem ser um dos componentes de uma estrutura mais ampla que possibilite lidar com a complexidade deste desafio.