El estrés por altas temperaturas impone restricciones a la productividad de los sistemas agrícolas, como pastos, y se prevé que los aumentos en las temperaturas globales agraven estas limitaciones. Aquí, buscamos comprender el impacto de temperaturas de crecimiento más cálidas en el intercambio de gases y la productividad primaria neta de dos especies de pasto ampliamente cultivadas. Cultivamos una leguminosa C (alfalfa) y una gramínea C, Schreb. (festuca alta), en una instalación controlada climáticamente expuesta a dos tratamientos de temperatura (ambiente: 26 grados Celsius, aT; elevada: 30 grados Celsius, eT). El agua del suelo se mantuvo en condiciones no limitantes en ambos tratamientos de temperatura para controlar los efectos confusos del calentamiento en la humedad del suelo. Descubrimos que el calentamiento redujo la capacidad fotosintética e incrementó la respiración oscura de las hojas (R) en la alfalfa, mientras que la festuca alta mostró pocos cambios fisiológicos a nivel de la hoja, pero aumentó la respiración del ecosistema (R). La temperatura de crecimiento no tuvo un impacto significativo en el óptimo térmico de la fotosíntesis (T) o en la eficiencia del uso del agua en ninguna de las especies. Ambas especies exhibieron reducciones significativas en la productividad con el calentamiento; la alfalfa tuvo mayores reducciones en la biomasa aérea, mientras que la festuca alta tuvo mayores reducciones en la biomasa de raíces. Nuestros resultados resaltan el potencial de importantes disminuciones en la productividad de pastos asociadas incluso con aumentos modestos en la temperatura promedio y subrayan la necesidad de estrategias de manejo adecuadas e implementación de cultivares más resistentes al calor. Mejoras en el rendimiento fotosintético para una mayor tolerancia al calor en la alfalfa, y rasgos asociados con la asignación de biomasa y el rendimiento de raíces a temperaturas más altas en la festuca alta, deberían ser el enfoque para mejorar la resistencia al calor en estas especies de plantas.