El estrés hídrico es un factor limitante importante en la agricultura, especialmente en la región mediterránea, donde el cambio climático agrava las condiciones de sequía. La composición del microbioma del suelo juega un papel crucial en la resistencia de las plantas a factores de estrés ambiental, especialmente la escasez y el exceso de agua. Este estudio examina el impacto de diferentes regímenes de riego (óptimo, déficit severo y exceso) en la composición del microbioma del suelo de tomate y la fisiología de la planta en un contexto mediterráneo. El perfil metataxonómico reveló cambios significativos en la estructura de la comunidad microbiana: dominada bajo riego óptimo (WO), bajo déficit de agua (WD) y bajo déficit y exceso de agua (WE). El análisis funcional indicó alteraciones inducidas por el riego en las vías metabólicas microbianas, influyendo en el ciclo de nutrientes. La respiración del suelo varió, alcanzando su punto máximo en la condición WE. Las respuestas fisiológicas de las plantas, incluido el intercambio de gases y el contenido de prolina, se vieron afectadas significativamente por el estrés hídrico. Se observó una correlación inversa entre la diversidad microbiana y el contenido de clorofila, lo que sugiere una conexión entre las respuestas al estrés de las plantas y la composición microbiana del suelo. Este estudio subraya por primera vez la relación intrincada entre la disponibilidad de agua y la dinámica de la comunidad microbiana, enfatizando la importancia de la resistencia del suelo y las plantas impulsada por el microbioma, mostrando así que este es un factor clave en la sostenibilidad agrícola bajo condiciones climáticas cambiantes.