Este estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto de dos sistemas de riego (riego deficitario (DI)-70% de la capacidad de campo-y riego completo (FI)-100% de la capacidad de campo) y una formulación de bioestimulantes (silicio (Si) y calcio (Ca) a cuatro tasas diferentes) en la composición química y calidad de fruta de tomate cultivada en invernadero. El riego deficitario y la aplicación de bioestimulantes influyeron en la composición próxima de los frutos de tomate. El fructosa y la glucosa fueron los principales azúcares solubles, mientras que los ácidos málico y cítrico fueron los ácidos orgánicos predominantes. El contenido de azúcar libre y ácido orgánico aumentó bajo el DI y las aplicaciones de bioestimulantes. Por el contrario, la combinación de riego deficitario con la aplicación de bioestimulantes disminuyó los niveles de alfa-tocoferol. En términos de carotenoides, las concentraciones de licopeno y beta-caroteno fueron mayores bajo riego completo. Los principales ácidos grasos fueron palmítico (C16:0) y linoleico (C18:2n6), con los ácidos grasos saturados (SFA) y poliinsaturados (PUFA) siendo las principales clases. Además, las aplicaciones de bioestimulantes redujeron el contenido total de fenoles independientemente del régimen de riego, mientras que el contenido de flavonoides aumentó cuando se aplicaron bioestimulantes bajo condiciones de FI. En cuanto a la actividad antioxidante (evaluada mediante ensayos de TBARS y OxHLIA), se observó una respuesta variable al riego y la aplicación de bioestimulantes. En conclusión, la aplicación de Si y Ca bajo DI mostró resultados prometedores en términos de rendimiento y calidad de la fruta de tomate y podría considerarse una estrategia sostenible para mitigar los efectos adversos del cambio climático en los cultivos hortícolas.