El cambio climático plantea importantes desafíos para la agricultura en regiones áridas y semiáridas, con condiciones de sequía que afectan gravemente a cultivos que requieren mucha agua, como los tomates. Este estudio evalúa la eficacia de enmiendas orgánicas, derivadas del estiércol de caballo, y hongos micorrízicos arbusculares (HMA) en la mejora de la calidad del fruto del tomate y la salud del suelo en condiciones de campo semiárido. El diseño experimental incluyó dos regímenes de riego (bien regado y estrés por sequía) y dos niveles de aplicación de vermicompost (C1 5 t ha y C2 10 t ha), aplicados individualmente o en combinación con HMA. Los resultados indican que el estrés por sequía redujo el crecimiento y el rendimiento del fruto del tomate, mientras que la acumulación de osmoprotectores, la actividad de enzimas antioxidantes y los niveles de compuestos bioactivos aumentaron, y la actividad de captura del radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo del fruto del tomate también aumentó. Notablemente, la aplicación de biostimulantes, especialmente (C1+HMA), contrarrestó los efectos adversos de la sequía, en comparación con el control, al aumentar significativamente los rendimientos de los frutos (60%), así como los niveles de ácido ascórbico (59%) y el contenido de aminoácidos libres (90%). Estos tratamientos también mejoraron la actividad de compuestos bioactivos y la absorción de nutrientes en el fruto. Además, la aplicación de biostimulantes afectó positivamente las propiedades fisicoquímicas del suelo. Los resultados obtenidos confirman que la aplicación de biostimulantes puede ser adecuada para mejorar la sostenibilidad y adaptabilidad de los cultivos en condiciones de estrés hídrico en regiones de campo semiárido.