Los cambios climáticos pueden causar impactos severos tanto en el desarrollo de la vid como en el de las bayas. La aplicación foliar de caolín se ha sugerido como una estrategia de mitigación para hacer frente al estrés causado por el exceso de calor/radiación absorbido por las hojas y racimos de uva. Sin embargo, su efecto en el microambiente luminoso dentro del dosel y los racimos, así como en el estado de aclimatación y respuestas fisiológicas de las bayas de uva, es incierto. El objetivo principal de este trabajo fue evaluar el efecto de la aplicación foliar de caolín en la actividad fotosintética del exocarpo y las semillas, que son los principales tejidos de la baya activos fotosintéticamente. Para este propósito, se recogieron bayas de microclimas de alta luz (HL) y baja luz (LL) en el dosel, de plantas tratadas y no tratadas con caolín, regadas y no regadas, en tres etapas de desarrollo. Las eficiencias fotoquímicas y no fotoquímicas de ambos tejidos se obtuvieron mediante un análisis de imagen de fluorescencia de clorofila modulada por amplitud de pulso. Los datos de eficiencia cuántica máxima (F/F) para las bayas verdes cultivadas en HL sugieren que la aplicación de caolín puede proteger el exocarpo de la baya del estrés lumínico. En la etapa madura, los exocarpos de las uvas LL de plantas regadas tratadas con caolín presentaron una mayor F/F y tasas relativas de transporte de electrones (rETR) que aquellas sin caolín. Sin embargo, para las semillas, se observó una interacción negativa entre el caolín y la irrigación, especialmente en las uvas HL. Estos resultados destacan el impacto de la aplicación foliar de caolín en el rendimiento fotosintético de las bayas de uva que crecen bajo diferentes microclimas de luz y regímenes de irrigación, a lo largo de la temporada. Esto proporciona información para una aplicación más orientada a casos de esta estrategia de mitigación en las vides.