El presente estudio investigó sistemáticamente las características de enriquecimiento de cesio (Cs) y las respuestas fisiológicas a la exposición a Cs en plántulas de rábano bajo condiciones hidropónicas a través de análisis fisiológicos, bioquímicos y de transcriptoma integrados. Los resultados mostraron que el contenido de Cs en las raíces, tallos y cotiledones de rábano aumentó progresivamente con el aumento de las concentraciones de Cs (0.25-2 mM), y el Cs se acumuló principalmente en el cotiledón. El factor de transferencia (TF) aumentó en un 63.29% (TF = 3.87) a medida que la concentración de Cs aumentó de 0.25 a 2 mM, mientras que el factor de concentración biológica (BCF) disminuyó en un 72.56% (BCF = 14.87). Se observó una severa inhibición del crecimiento a 2 mM de estrés por Cs, con una reducción de la biomasa que alcanzó el 29.73%. El contenido de carotenoides disminuyó en un 11.92%; sin embargo, el contenido total de clorofila no cambió significativamente, y la fotosíntesis del rábano no se vio afectada. Además, la exposición a Cs interrumpió la homeostasis de nutrientes minerales, disminuyendo el contenido de potasio (K), sodio (Na), magnesio (Mg) y hierro (Fe). Las actividades de la superóxido dismutasa (SOD), peroxidasa (POD) y catalasa (CAT), las especies reactivas de oxígeno (ROS) y el contenido de malondialdehído (MDA) aumentaron bajo los diferentes tratamientos con Cs, lo que indicó que la exposición a Cs indujo una respuesta de estrés oxidativo en las plántulas de rábano. El análisis de transcriptoma detectó un total de 4326 genes expresados diferencialmente (DEGs), en los cuales se observaron patrones de expresión alterados en genes asociados con el transporte de minerales, sistemas antioxidantes y vías de biosíntesis de carotenoides en rábano bajo tratamiento con 2 mM de Cs. En conclusión, este estudio investigó de manera integral las respuestas fisiológicas y moleculares del rábano al estrés por Cs, revelando que la acumulación de Cs exhibió una preferencia específica del sitio y dependencia de la concentración e indujo alteraciones fisiológicas, incluyendo inhibición del crecimiento y alteraciones en el metabolismo de pigmentos fotosintéticos. A nivel de transcripción, el Cs activó el sistema enzimático antioxidante, genes relacionados y vías de respuesta al estrés. Notablemente, este estudio es el primero en demostrar que el Cs interrumpe la homeostasis de la nutrición mineral de las plantas e inhibe la biosíntesis de carotenoides. Estos hallazgos establecen una base teórica crucial para utilizar el rábano en estrategias de fitoremediación en suelos contaminados con Cs.