La salinización y alcalinización del suelo pueden causar grandes pérdidas en la producción agrícola en regiones áridas. El algodón, un cultivo común en regiones áridas y semiáridas de China, a menudo enfrenta estrés salino y estrés alcalino. En este estudio, se mezclaron NaCl (8 g·kg), NaCO (8 g·kg) y un material compuesto (un material compuesto de polímero orgánico) con suelo de campo antes de la siembra del algodón, y se analizaron el contenido de iones, las características fotosintéticas y los niveles de metabolitos de las nuevas hojas de algodón en la etapa de floración y formación de cápsulas, con el objetivo de aclarar los mecanismos fotosintéticos y metabólicos mediante los cuales el material compuesto regula la tolerancia del algodón al estrés salino y alcalino. Los resultados mostraron que la aplicación del material compuesto llevó a un aumento en la relación K/Na, la conductancia estomática (Gs), la eficiencia de la fotocomposición del PSII (PS), la actividad potencial (Fv/Fo) y el contenido de clorofila (Chla y Chlb), así como en las abundancias de ácido D-xilónico y DL-fenilalanina en los tratamientos con NaCl. Además, hubo aumentos en el contenido de K, la relación K/Na, la relación Chla/b, la tasa fotosintética neta (Pn), la tasa de transpiración (Tr), PS y la abundancia de ácido D-sacarico en los tratamientos con NaCO. Un análisis de correlación y un análisis de vías metabólicas revelaron que el material compuesto regulaba principalmente las características fotosintéticas y el equilibrio iónico en las nuevas hojas al regular la abundancia de metabolitos clave cuando el algodón estaba bajo estrés por NaCl o estrés por NaCO. Además, el impacto positivo del material compuesto en la tolerancia del algodón al estrés por NaCl fue más fuerte que el de la tolerancia del algodón al estrés por NaCO.