El tomate se encuentra entre los cultivos con la mayor área cultivada y el mayor consumo en nuestra nación; no obstante, la salinización secundaria del suelo de invernadero dificulta significativamente el crecimiento sostenible de la agricultura en invernadero. La melatonina (MT), como un regulador del crecimiento vegetal innovador, es esencial en las respuestas al estrés. Esta investigación utilizó un sistema hidropónico para replicar condiciones de estrés salino. Se establecieron diferentes niveles endógenos de melatonina (MT) mediante la pulverización foliar de 100 mol·L de MT, el inhibidor de síntesis de MT p-CPA (100 mol·L) y una combinación de p-CPA y MT, para investigar el mecanismo por el cual la MT mitiga los efectos del estrés salino en la eficiencia fotosintética de las plántulas de tomate. Los resultados indicaron que después de seis días de estrés salino, el contenido endógeno de MT en las plántulas de tomate disminuyó drásticamente, con caídas en la tasa fotosintética neta y en los índices de rendimiento del fotosistema (PI y PI). La curva de fluorescencia OJIP mostró distorsión, caracterizada por manifestaciones anómalas en la banda K y la banda L. La MT exógena mejoró drásticamente la expresión de los genes (, , , y ) de enzimas críticas en la síntesis de MT, aumentando así el nivel de MT endógeno. La aplicación de MT mejoró los parámetros fotosintéticos. El tratamiento con MT disminuyó las intensidades de fluorescencia de la fase J y la fase I en la curva OJIP bajo estrés salino, atenuó las irregularidades en el rendimiento de la banda K y la banda L, y simultáneamente mejoró el rendimiento cuántico y las proporciones de partición de energía. Específicamente elevó P, E, y mientras disminuyó D. La terapia mejoró los parámetros tanto del modelo de membrana (ABS/RC, DI/RC, ET/RC y TR/RC) como del modelo de hoja (ABS/CS, TR/CS, ET/CS y DI/CS). Por el contrario, la inyección de p-CPA exógeno exacerbó el daño relacionado con el estrés salino en el fotosistema de las plántulas de tomate y disminuyó los efectos beneficiosos de la MT. Los hallazgos sugieren que la MT exógena mitiga la fotoinhibición inducida por el estrés salino mediante (1) la modulación de las concentraciones endógenas de MT, (2) el aumento de la funcionalidad del centro de reacción de PSII, (3) la protección del complejo que evoluciona oxígeno (OEC), (4) la restauración del potencial redox de PSI, (5) la facilitación del transporte de electrones fotosintéticos y (6) la optimización de la absorción y disipación de energía. Como resultado, la MT mejoró notablemente el rendimiento fotoquímico y facilitó el desarrollo y la resiliencia al estrés salino en las plántulas de tomate.