El estrés salino, como una consecuencia adversa significativa del cambio climático global, restringe severamente el rendimiento y la calidad de la sandía. En este estudio, se sometieron a un tratamiento de 200 mM de NaCl (0 h, 6 h, 24 h, 48 h y 168 h) las variedades tolerantes a la sal T23 y sensibles a la sal B2 en la etapa de tres hojas, y se investigaron sistemáticamente los mecanismos de adaptación de las raíces de la sandía al estrés salino a niveles fenotípicos, fisiológicos y de transcripción génica. Las observaciones fenotípicas revelaron que el estrés salino inhibió el crecimiento de las plántulas, causó rizado de las hojas e indujo amarillamiento de las raíces, siendo el daño significativamente más severo en B2 que en T23. En comparación con B2, las actividades de la superóxido dismutasa (SOD) aumentaron en un -7.13%, 169.15%, 34.95%, 84.87% y 39.87% bajo el tratamiento de NaCl a 0 h, 6 h, 24 h, 48 h y 168 h, respectivamente. En comparación con el tratamiento de NaCl a 0 h, el contenido de prolina en B2 aumentó en un 4.25%, 14.39% y 110.00% a las 24 h, 48 h y 168 h del tratamiento con NaCl, respectivamente, mientras que T23 mostró aumentos del 93.74%, 177.55% y 380.56% en los puntos de tiempo correspondientes. Los datos fisiológicos proporcionados demuestran que T23 exhibe habilidades antioxidantes y osmorreguladoras superiores en comparación con B2. El análisis del transcriptoma identificó genes diferencialmente expresados (DEGs) entre las dos variedades bajo estrés salino, siendo T23 la que mostró el mayor número de DEGs a las 6 h, mientras que B2 exhibió un aumento significativo en DEGs a las 168 h. El análisis de enriquecimiento de la Ontología de Genes (GO) y la Enciclopedia de Genes y Genomas de Kyoto (KEGG) reveló que vías metabólicas como la transducción de señales de hormonas vegetales, la biosíntesis de terpenoides, las vías de señalización de quinasas activadas por mitógenos (MAPK), la actividad de transportadores y la actividad de reguladores de transcripción juegan roles importantes en la respuesta al estrés salino. Además, los experimentos de sobreexpresión en levaduras validaron preliminarmente los roles críticos del gen transportador de dicarboxilato del tonoplasto y del gen del factor de transcripción NAC en la tolerancia al estrés salino. Este estudio proporciona nuevas perspectivas moleculares sobre el mecanismo de tolerancia a la sal de la sandía y ofrece recursos genéticos potenciales para la obtención de variedades tolerantes a la sal.