A produção de cultivares com grãos de superior qualidade física tem adquirido importância, especialmente com a crescente globalização dos mercados sul-americanos. A fim de definir as melhores estratégias de ação para o melhoramento dessas características, é fundamental o estudo das suas bases genéticas e, até o momento, não existe registro de trabalhos desta natureza com germoplasma brasileiro de aveia. Este trabalho foi realizado com o objetivo de estimar o modo de herança e herdabilidade dos caracteres área, comprimento, largura e perímetro de grãos primários de aveia. Foram avaliadas amostras de 20 grãos de um número variável de plantas para as gerações P1, P2, F1, F2 e F3 de cinco cruzamentos de aveia através da análise de imagens digitalizadas. Com esses dados, foram obtidas as distribuições de freqüência e variâncias, e estimados os valores de herdabilidade no sentido amplo e pai-progênie, bem como os efeitos gênicos predominantes. Os resultados obtidos mostraram que existe variabilidade em progênies precoces em relação às características de grão avaliadas, e que aditividade e dominância são os efeitos gênicos que estão atuando. Não foi detectada a presença de genes maiores atuando na expressão dessas características. Aliadas a isso, as variações contínuas em F2 indicam que seleção amena deve ser aplicada em gerações iniciais.