Los bioestimulantes son actualmente esenciales para la agricultura, ya que aumentan la productividad y calidad de los cultivos de manera sostenible. El objetivo de este trabajo fue evaluar los efectos de la bioestimulación en la aplicación de complejos de nanoquitosano-yodo (nCS-I) en plantas de tomate. Se tomaron muestras de hojas para el análisis del contenido total de proteínas, pigmentos fotosintéticos, actividad enzimática antioxidante, contenidos minerales y de yodo, expresión génica y vida útil en el fruto del tomate. Las actividades de catalasa (CAT), peroxidasa de glutatión (GPX), peroxidasa de ascorbato (APX) y superóxido dismutasa (SOD) aumentaron significativamente con la aplicación de nanoquitosano (nCS) y complejos de nanoquitosano-yodato de potasio (nCS-KIO) y nanoquitosano-yoduro de potasio (nCS-KI), así como las sales de yodo yodato de potasio (KIO) y yoduro de potasio (KI). El contenido total de proteínas y los pigmentos fotosintéticos también aumentaron significativamente con la aplicación de los tratamientos. Los contenidos minerales y de yodo no cambiaron con la aplicación de los tratamientos. De manera similar, se observó sobreexpresión de los genes , , y . Finalmente, en la prueba de vida útil, se observó un aumento en los fenoles totales y la capacidad antioxidante con la aplicación de los tratamientos. Este estudio muestra que el uso de complejos nCS-I puede modular diferentes procesos transcripcionales y post-traduccionales con posibles efectos sinérgicos en el metabolismo antioxidante de las plantas de tomate.