Los moluscos marinos, incluidos los ostiones, son altamente tolerantes a altos niveles de cadmio (Cd), pero los mecanismos moleculares subyacentes a su respuesta molecular a la exposición aguda al Cd siguen siendo poco claros. En este estudio, se utilizó el ostión del Pacífico como modelo biológico, expuesto a estrés agudo por Cd durante 96 horas. Se realizaron análisis transcriptómicos de sus branquias, y análisis metabolómicos que validaron aún más estos resultados. En nuestro estudio, se identificaron un total de 111 metabolitos expresados diferencialmente (MED) y 2108 genes expresados diferencialmente (GED) bajo la exposición aguda al Cd. Análisis adicionales revelaron alteraciones en genes clave y vías metabólicas asociadas con la respuesta al estrés por metales pesados. La exposición al Cd desencadenó respuestas fisiológicas y metabólicas en los ostiones, incluyendo un aumento del estrés oxidativo y alteraciones en el metabolismo energético, y estos cambios revelaron la respuesta biológica de los ostiones al estrés agudo por Cd. Además, los ostiones podrían mejorar efectivamente la tolerancia y la capacidad de desintoxicación a la exposición aguda al Cd mediante la activación de transportadores ABC, mejorando el metabolismo del glutatión y el sistema de transporte de azufre en las células branquiales, y regulando el metabolismo energético. Este estudio revela el mecanismo molecular del estrés agudo por Cd en los ostiones y explora el mecanismo molecular de alta tolerancia al Cd en los ostiones mediante el uso de análisis combinados de metabolómica y transcriptómica.