El arroz (Oryza sativa) se cultiva en casi todo el mundo y es un alimento básico para más de la mitad de la población mundial. Con el aumento de eventos climáticos extremos, hay una necesidad urgente de descifrar los complejos mecanismos de respuesta del arroz al estrés ambiental y de criar variedades de alto rendimiento, alta calidad y resistentes al estrés. En las últimas décadas, los avances significativos en biología molecular han llevado al uso generalizado de varias metodologías ómicas para estudiar todos los aspectos del crecimiento, desarrollo y adaptación ambiental de las plantas. La transcriptómica y la proteómica se han convertido en las técnicas más populares utilizadas para investigar los mecanismos de respuesta al estrés de las plantas a pesar de la complejidad de los paisajes moleculares subyacentes. Esta revisión ofrece un resumen completo y actual de cómo la transcriptómica y la proteómica juntas revelan los detalles moleculares de la respuesta del arroz a los estreses ambientales. También proporciona un catálogo de las aplicaciones actuales de las ómicas en la comprensión de este cultivo imperativo en relación con la mejora de la tolerancia al estrés y la cría. La evaluación de los avances recientes en la edición del genoma basada en CRISPR/Cas y la aplicación de tecnologías de biología sintética destacan la posibilidad de acelerar el desarrollo de cultivares de arroz que sean resistentes al estrés y adecuados para diversos entornos agroecológicos.