La disminución de la disponibilidad de tierras agrícolas, causada por factores como el rápido crecimiento de la población, la expansión urbana y la contaminación del suelo, ha aumentado significativamente la presión sobre la producción de alimentos. Para abordar este desafío, el cultivo de cultivos no alimentarios en tierras contaminadas ha surgido como una solución prometedora. Este enfoque no solo libera suelo fértil para la producción de alimentos, sino que también mitiga la exposición humana a contaminantes. Este trabajo tuvo como objetivo examinar el impacto de la contaminación del suelo con Cd, Pb, Ni y Zn en el crecimiento, la productividad, la acumulación de metales y la tolerancia de cinco cultivos lignocelulósicos no alimentarios: pasto de switch (L.), sorgo de biomasa (L. Moench), caña gigante (L.), caña forrajera africana (L. spp. Willd. Hackel) y miscanthus (x Greef et Deu.). Se realizó un experimento en macetas durante dos años en Grecia, Italia y Portugal, siguiendo los mismos protocolos y aplicando varios niveles de metales: Cd (0, 4, 8 mg kg), Pb y Zn (0, 450, 900 mg kg) y Ni (0, 110, 220 mg kg). El diseño experimental fue completamente aleatorizado, con tres réplicas para cada tratamiento. Los resultados mostraron que el pasto de switch y el sorgo generalmente mantuvieron su altura y productividad bajo estrés por Cd y Pb, pero se vieron afectados negativamente por altas concentraciones de Zn y Ni. La caña gigante y la caña forrajera africana mostraron una reducción en altura y productividad a niveles más altos de Ni y Zn. El miscanthus mostró resiliencia en altura, pero experimentó reducciones en productividad solo en la concentración más alta de Zn. La absorción de metales pesados varió entre los cultivos, siendo el pasto de switch y el sorgo los que mostraron una alta absorción de Cd y Pb, mientras que la caña gigante acumuló la mayor cantidad de Cd y Zn. El miscanthus tuvo la mayor acumulación de Ni. Los índices de tolerancia indicaron que el pasto de switch y el sorgo eran más tolerantes al Cd y al Zn en concentraciones más bajas, mientras que el miscanthus tenía una menor tolerancia al Cd pero una mayor tolerancia al Zn en concentraciones más altas. La caña gigante y la caña forrajera africana demostraron una tolerancia estable en la mayoría de los metales pesados. Los índices de acumulación destacaron la efectividad del pasto de switch y el sorgo en la absorción de Cd y Pb, mientras que el miscanthus sobresalió en la acumulación de Ni y Zn. El análisis de clúster reveló respuestas similares al estrés por metales pesados entre la caña forrajera africana y la caña gigante, así como entre el sorgo y el miscanthus, con el pasto de switch mostrando un comportamiento distinto. En general, el estudio destaca la tolerancia diferencial y las capacidades de acumulación de estos cultivos, indicando el potencial para aplicaciones de fitorremediación y producción de biomasa en suelos contaminados con metales pesados.