La fotosíntesis es un proceso crucial que sostiene la vida en la Tierra. Sin embargo, las condiciones ambientales desfavorables, incluidos los metales tóxicos, pueden limitar la eficiencia fotosintética de las plantas, y las respuestas a esos desafíos pueden variar entre genotipos. En este estudio, evaluamos los parámetros fotosintéticos de las variedades de chile jalapeño, poblano y serrano expuestas a Cd (0, 5, 10 uM), Tl (0, 6, 12 nM) y V (0, 0.75, 1.5 uM). Los metales se añadieron a la solución nutritiva durante 60 días. Se registraron la conductancia estomática, la tasa de transpiración, la tasa fotosintética neta, la concentración de CO intercelular, la eficiencia de carboxilación instantánea, la eficiencia de uso del agua instantánea y la eficiencia intrínseca de uso del agua. La media aumentó con 12 nM de Tl en serrano y con 0.75 uM de V en poblano. Tl y V aumentaron la media en los tres cultivares, mientras que Cd la redujo en jalapeño y serrano. La tasa de transpiración se redujo en jalapeño y poblano con 5 uM de Cd, y 0.75 uM de V la aumentó en serrano. La tasa fotosintética neta aumentó en poblano con 6 nM de Tl, mientras que 12 nM de Tl la redujo en serrano. La media aumentó en poblano con 10 uM de Cd y 0.75 uM de V, y en serrano con 12 nM de Tl, mientras que 6 nM de Tl la redujo en poblano y serrano. La eficiencia de uso del agua instantánea aumentó en jalapeño y poblano con 5 uM de Cd, en serrano con 12 nM de Tl, y en jalapeño con 1.5 uM de V; se redujo con 6 nM de Tl en poblano y serrano. La eficiencia de carboxilación instantánea aumentó en serrano con 5 uM de Cd, en jalapeño con 6 nM de Tl, y en poblano con 0.75 uM de V. Curiosamente, Tl estimuló seis e inhibió cinco de las siete variables fotosintéticas medidas, mientras que Cd mejoró tres y disminuyó dos variables, y V estimuló cinco variables, sin ninguna inhibida, todo en comparación con los controles respectivos. Concluimos que Cd, Tl y V pueden inhibir o estimular parámetros fotosintéticos dependiendo del genotipo y las dosis aplicadas.