El estrés térmico representa un desafío ambiental significativo que afecta negativamente el crecimiento, la fisiología y la productividad del trigo. Con el fin de determinar la respuesta a altas temperaturas de las variedades de trigo desarrolladas principalmente en la zona ambiental panónica, así como las diferencias varietales, sometimos siete variedades de Serbia, una de Australia y una del Reino Unido a estrés térmico durante la anthesis y el llenado medio de granos, y estrés combinado durante ambos períodos. Se investigaron los cambios en la fluorescencia de clorofila e índice, la temperatura de las hojas y los principales rasgos agronómicos de nueve variedades de trigo de invierno bajo altas temperaturas. El estrés térmico afectó negativamente la temperatura de las hojas, la fluorescencia de clorofila y el índice de clorofila durante diferentes etapas de crecimiento. En comparación con el control, el estrés en la anthesis, el llenado medio de granos y el estrés combinado resultaron en reducciones de rendimiento del 32%, 46% y 59%, respectivamente. El tratamiento único en la anthesis tuvo un efecto más severo en el número de granos por planta, causando una reducción del 38% en comparación con el control. Además, el tratamiento único durante el llenado medio de granos resultó en la mayor disminución en el peso de los granos, con una reducción del 29% en comparación con el control. Hubo una variación varietal significativa en la tolerancia al calor, destacando a Avangarda y NS 40s como las variedades más tolerantes que deberían incluirse en los programas de mejoramiento regular como fuentes valiosas de tolerancia al calor. Comprender los mecanismos genéticos y fisiológicos de la tolerancia al calor en estas variedades prometedoras debería ser el enfoque principal de futuras investigaciones y ayudar a desarrollar estrategias de mejoramiento dirigidas y prácticas agronómicas para mitigar los efectos adversos del estrés térmico en la producción de trigo.