Comprender las interacciones entre nanopartículas (NPs) y plantas es crucial para comprender el impacto de la nanotecnología en la agricultura, con un enfoque en las preocupaciones sobre la toxicidad de las plantas y los riesgos para la salud humana. El zinc (Zn) pertenece a los micronutrientes con baja biodisponibilidad, aunque este elemento es esencial para las funciones vitales de las plantas. En este sentido, esta investigación estimó el impacto del tamaño de las nanopartículas de óxido de zinc (NPs de ZnO) aplicadas por aplicación foliar en la producción de biomasa y las cualidades nutricionales en acelga suiza de hoja pequeña (ssp. L. cv. Barese). Las plantas se cultivaron hidropónicamente en cámaras de crecimiento de ambiente controlado, y se expusieron mediante pulverización foliar a diferentes tamaños de partículas de NPs de ZnO (18, 35-45 y 80-200 nm) a una concentración de 200 ppm. Las plantas de control se rociaron con agua destilada. Los resultados revelaron que las NPs de ZnO mejoraron la biomasa fresca y seca, el área foliar, favorecieron los índices de clorofila y flavonol de las hojas, y mejoraron el contenido total de proteínas solubles en la acelga suiza. El contenido fenólico total y las propiedades antioxidantes dependieron más de los diferentes tamaños de NPs de ZnO en las soluciones utilizadas para rociar las plantas. Las NPs de ZnO aumentaron significativamente la acumulación de Zn y Fe en los tejidos comestibles. Aun así, los valores del cociente de peligro de Zn y Fe fueron inferiores a 1, lo que respalda el consumo seguro de acelga suiza después del tratamiento con NPs de ZnO. En conclusión, estos resultados revelaron que las NPs de ZnO podrían aplicarse en la producción de acelga suiza para mejorar el rendimiento, la calidad y las propiedades nutracéuticas.