La diversidad genética del olivo (L.) es crucial para mejorar la resistencia y productividad del cultivo ante condiciones climáticas cambiantes. La región sur del Perú, en particular Tacna, alberga más de 30 variedades de olivos, sin embargo, su estructura genética sigue siendo poco caracterizada. Este estudio tuvo como objetivo evaluar la diversidad morfológica y genómica de diez variedades de olivo de importancia económica cultivadas en 15 sectores de Tacna y las provincias de Jorge Basadre. Se seleccionaron un total de 92 plantas madre para evaluación morfológica utilizando 25 descriptores estandarizados. Además, se extrajo ADN genómico de 30 muestras y se sometió a genotipado por secuenciación (GBS). Los indicadores de calidad confirmaron la eficacia de un protocolo modificado de extracción de ADN de 6 horas. El análisis bioinformático identificó cientos de miles de SNPs por variedad, con una alta relación de transición/transversión (2.1), lo que indica llamadas de variantes confiables. El agrupamiento filogenético reveló tres grupos de diversidad, con las variedades de olivo Ascolana y Frantoio mostrando alta variabilidad genética, y Arbequina y Leccino, también variedades de olivo, mostrando una diversidad reducida. La integración de datos fenotípicos y genómicos resalta la variabilidad oculta y apoya estrategias de selección e conservación informadas. Estos hallazgos proporcionan una base genómica para programas de mejoramiento y manejo de recursos genéticos en regiones emergentes de cultivo de olivos como el sur del Perú.