El cambio climático (CC) amenaza la viticultura mediterránea. Los microorganismos del rizosfera pueden ser cruciales para la adaptación de las plantas al CC. Nuestro objetivo fue evaluar si la asociación de dos variedades de vid con hongos micorrízicos arbusculares (AMF) aumenta la resiliencia de la vid a las condiciones ambientales que combinan un aumento de CO atmosférico, temperaturas del aire elevadas y déficit hídrico. Las plantas de Tempranillo (T) y Cabernet Sauvignon (CS), injertadas en portainjertos R110, inoculadas (+M) o no (-M) con AMF, se cultivaron en invernaderos de gradiente de temperatura bajo dos condiciones ambientales: (i) condiciones actuales (aprox. 400 ppm de concentración de CO en el aire más temperatura ambiente, CATA) y (ii) condiciones de cambio climático previstas para el año 2100 (700 ppm de CO más temperatura ambiente +4 grados C, CETE). Desde el envero hasta la madurez, para plantas de cada variedad, el tratamiento de inoculación y las condiciones ambientales también se sometieron a dos niveles de disponibilidad de agua: riego completo (WW) o ciclos de sequía (D). Por lo tanto, el número de tratamientos aplicados a cada variedad de vid fue ocho, resultantes de la combinación de dos tratamientos de inoculación (+M y -M), dos condiciones ambientales (CATA y CETE) y dos disponibilidades de agua (WW y D). En ambas variedades de vid, la sequía temprana disminuyó la conductancia foliar y la transpiración bajo las condiciones CATA y CETE, y de manera más marcada en las plantas +M. La fotosíntesis no disminuyó mucho, por lo que la eficiencia de uso del agua instantánea aumentó, especialmente en las plantas +M en condiciones CETE. El aumento en coincidió con una menor relación entre la concentración de CO intercelular y atmosférico y una reducción en la conductancia hidráulica de la planta. A largo plazo, la micorrización indujo cambios en la anatomía estomática bajo déficit hídrico y condiciones CETE: la densidad aumentó en T y disminuyó en CS, con estomas más pequeños en este último. Aunque algunas respuestas dependieron del genotipo, la interacción del portainjerto con AMF pareció ser un factor clave en la aclimatación de la vid al déficit hídrico bajo las condiciones actuales y futuras de CO y temperatura.