El sésamo, L., es uno de los cultivos domesticados más antiguos utilizados por su aceite y proteína en muchas partes del mundo. Para construir recursos genómicos para el sésamo que pudieran ser utilizados para mejorar la productividad del sésamo y las respuestas a los estreses, se utilizó en este estudio una colección de germoplasma de sésamo del USDA de 501 accesiones originarias de 36 países. El panel fue genotipado utilizando tecnología de genotipado por secuenciación (GBS) para explorar su diversidad genética y estructura poblacional, así como la relación entre sus accesiones. Se identificaron un total de 24,735 marcadores de polimorfismo de un solo nucleótido (SNP) de alta calidad en los 13 cromosomas. La densidad de marcadores fue de 1900 SNP por cromosoma, con un valor promedio de contenido de información de polimorfismo (PIC) de 0.267. Los polimorfismos de marcadores y los estimadores de heterocigosidad indicaron la utilidad de los SNP identificados para ser utilizados en futuros estudios genéticos y actividades de mejoramiento. La estructura poblacional, el análisis de componentes principales (PCA) y los análisis del árbol filogenético de vecino unrooted clasificaron dos subpoblaciones distintas, indicando una amplia diversidad genética dentro de la colección de sésamo del USDA. El análisis de varianza molecular (AMOVA) reveló que el 29.5% de la variación en esta población se debía a subpoblaciones, mientras que el 57.5% de la variación se debía a la variación entre las accesiones dentro de las subpoblaciones. Estos resultados mostraron el grado de diferenciación entre las dos subpoblaciones, así como dentro de cada subpoblación. El alto índice de fijación entre las subpoblaciones diferenciadas indica una amplia diversidad genética y una alta diferenciación genética entre y dentro de las subpoblaciones identificadas. El patrón de desequilibrio de ligamiento (LD) promedió 161 Kbp para todo el genoma del sésamo, mientras que la disminución de LD varió de 168 Kbp en el cromosoma LG09 a 123 Kbp en el cromosoma LG05. Estos hallazgos podrían explicar las complicaciones del arrastre de ligamiento entre los rasgos durante las selecciones. Las accesiones seleccionadas y los SNP genotipados proporcionan herramientas para mejorar el rendimiento genético en los programas de mejoramiento del sésamo a través de enfoques moleculares.