Los parámetros de fluorescencia de clorofila (ChlF) ofrecen valiosos conocimientos para cuantificar la transferencia y asignación de energía a nivel del fotosistema. Sin embargo, rastrear su variación basada en información espectral de reflectancia sigue siendo un desafío para aplicaciones de teledetección a gran escala y modelado ecológico. Se ha demostrado que los métodos de preprocesamiento espectral, como las derivadas de orden fraccionario (FOD), tienen ventajas al resaltar características espectrales. En este estudio, desarrollamos y evaluamos la capacidad de nuevos índices espectrales derivados de espectros FOD y otras transformaciones espectrales para recuperar los parámetros de ChlF de varias especies y grupos de hojas. Los resultados obtenidos mostraron que los índices espectrales empíricos tenían una baja fiabilidad en la estimación de los parámetros de ChlF. En contraste, los índices desarrollados a partir de espectros FOD de bajo orden demostraron una mejora significativa en la estimación. Además, la incorporación de la especificidad de las especies mejoró el seguimiento del apagamiento no fotocímico (NPQ) de las hojas iluminadas por el sol (R = 0.61, r = 0.79, RMSE = 0.15, MAE = 0.13), la fracción de centros abiertos de PSII (qL) de las hojas sombreadas (R = 0.50, r = 0.71, RMSE = 0.09, MAE = 0.08) y el rendimiento cuántico de fluorescencia (F) de las hojas sombreadas (R = 0.71, r = 0.85, RMSE = 0.002, MAE = 0.001). Nuestro estudio demuestra el potencial de los espectros FOD para capturar variaciones en los parámetros de ChlF. Sin embargo, dada la complejidad y sensibilidad de los parámetros de ChlF, es prudente ejercer precaución al utilizar índices espectrales para rastrearlos.